רנה מלנסטיין נולד וגדל בעיירה באוגן הנמצאת במחוז צפון בראבנט שבדרום הולנד. הוא החל את קריירת המשחק שלו במחלקת הנוער של הקבוצה המקומית ויוס 38. בשנת 1982, בגיל 18, ערך את הופעת הבכורה שלו בקבוצת הבוגרים, שמשחקת בליגה העשירית, ובתום העונה עזב את הקבוצה. בשנת 1983 חתם בוול הארדינג מהליגה השביעית. לאחר חמש שנים, בעונת 1988/1989, מלנסטיין שב לקבוצת נעוריו, אך לאחר שנה, עבר לקבוצת דה טרפרס, אשר שיחקה אז בליגה החמישית. לאחר שנתיים, בעונת 1991/1992 מלנסטיין עבר לניימכן מליגת העל ההולנדית, אך לא זכה לשחק בה, מכיוון שבילה את השנתיים הבאות בקבוצת המילואים של המועדון. בשנת 1993 מלנסטיין פרש ממשחק פעיל בגיל 30. בתקופה זו קיבל רישיון אימון.
קריירת אימון
את קריירת האימון שלו התחיל מלנסטיין בשנת 1982, כאשר עלה לבוגרים של ויוס 38 והחל לאמן בקבוצת הנוער של המועדון. כשעבר לשחק בניימכן, אימן במקביל את קבוצת הנוער שלה. בשנת 1993, לאחר שפרש ממשחק פעיל, מלנסטיין טס לקטר ואימן במשך כשש שנים את הנבחרת הלאומית של קטר עד גיל 18. בשנת 1999 מונה למאמן קבוצת אל-גארפה מליגת העל הקטרית, והוביל אותה לזכייה בגביע הערבי. בשנת 2000, מלנסטיין עבר למתחרה הגדולה של אל-גארפה - א-סד, אותה אימן למשך עונה אחת, בה זכתה בגביע אמיר קטר, שהוא הגביע הקטרי.
בשנת 2001 מונה מלנסטיין למאמן מחלקת הנוער של מנצ'סטר יונייטד, תפקיד אותו מילא במשך ארבע שנים עד לשנת 2005, כשהשיג את רישיון הפרו שלו להיות מאמן בכיר באירופה. באותה השנה הוא מונה לתפקיד מאמן קבוצת המילואים של יונייטד. בשנת 2006, מלנסטיין עזב את יונייטד ומונה למאמנה של ברונדבי הדנית למשך שלוש עונות, אך פוטר באמצע עונת 2006/2007 בגלל תוצאות רעות. ב-17 בינואר 2007, הוא שב למנצ'סטר יונייטד, הפעם לקבוצה הראשונה, בתור עוזר מאמן לאלכס פרגוסון. בשנת 2013, פרגוסון עזב את יונייטד לאחר 27 שנים, ומאמנה החדש, דייוויד מויס, הביא עמו צוות משלו, דבר אשר גרם להתפטרותו של מלנסטיין.
ב-27 ביוני 2013, יום אחד לאחר שעזב את יונייטד, מלנסטיין הודיע כי ישמש כעוזר מאמן לחוס הידינק באנז'י מחצ'קלה, מליגת העל הרוסית. לאחר פחות מחודש לאחר שמלנסטיין הגיע לקבוצה, ב-22 ביולי, הידינק התפטר מתפקידו ומלנסטיין מונה למאמן הראשי במקומו. הוא היה המאמן במשך 16 ימים עד אשר הוחלף על ידי גדז'י גדז'ייב. לאחר פיטוריו, מלנסטיין חזר לאנגליה, ונהפך למאמנה של פולהאם מהפרמייר ליג. בתחילה היה עוזרו של מרטין יול, אך לאחר שהוא פוטר לאחר חמישה הפסדים רצופים, מלנסטיין מונה למאמן הראשי. תחת מלנסטיין, פולהאם רשמה מספר ניצחונות ואף עלתה מעל לקו האדום, אך ב-14 בפברואר2014, הוא פוטר בעקבות מספר תוצאות מאכזבות, והוחלף על ידי פליקס מגאת. ב-2014 עד 2016 שימש כיועץאסטרטגי בקבוצת פילדלפיה יוניון מליגת ה-MLS.