Rodyti šio straipsnio tęsinį - rugpjūčio 22 d. Eddie Jordan pranešė, kad Senna pakeis Niką Heidfeldą likusioms 2011 m. sezono lenktynėms. Rugpjūčio 24 d. tai patvirtino "Renault". Savo pirmąją lenktynių komandos metu jis pasiekė septintąją vietą, o po pirmojo posūkio susidūręs su Jaime Alguersuari, už kurį Senna gavo drive-through baudą, baigė 13-ąją. Jis baigė devynias, uždirbdamas savo pirmuosius taškus Formulėje 1. Singapūre, "Renault" automobiliai kovojo su susikaupimu lėto gatvės traukinio, su Senna kvalifikacijos ir baigiant 15-ą, prieš komandos draugą Petrovą. Senna baigė 16-ąją Japonijoje, 13-ąją Korėjoje, ir 12-ąją pirmoje, po to, kai buvo priverstas pakeisti padangas vėlai lenktynių pabaigoje. Abu Dabyje
, Senna vėl baigė 16-ąją vietą po to, kai gavo drive-through baudą už tai, kad ignoravo mėlynas vėliavas ir patyrė KERS gedimą. Paskutinėje sezono lenktynėje, savo namų lenktynėje Brazilijoje, Senna trečią kartą pralenkė Petrovą, pradėdamas devynioje vietoje. Dešimtoje lenktynių apskritime Senna susidūrė su Michaelu Schumacheriu, už kurį Senna gavo "drive-through" baudą ir baigė lenktynes 17-oje vietoje.