Après sa carrière de joueur, Renteria est resté dans le baseball. Son premier poste de manager dans les ligues mineures est en 1998 avec les Manatees du comté de Brevard dans l’organisation des Marlins. Il a continué à gérer dans le système des Marlins jusqu’en 2001. En 2003, il a été nommé entraîneur des frappeurs du Storm de Lake Elsinore dans l’organisation des Padres, et en 2004, il est devenu le gérant du Storm. Après trois saisons avec le Storm, en 2007, il est transféré aux Beavers de Portland en Triple-A. Il a été promu entraîneur des ligues majeures en 2008.

Renteria est devenu l’entraîneur du banc des Padres en 2011. Il a également dirigé l’équipe nationale de baseball du Mexique lors de la Classique mondiale de baseball 2013. Le 7 novembre 2013, Renteria est embauché comme manager des Cubs de Chicago. Après une saison au poste, il est licencié le 31 octobre 2014, une semaine après que son successeur des Cubs, Joe Maddon, a résilié son contrat avec les Rays de Tampa Bay.

Pour la saison 2016, Renteria a été embauché par les White Sox de Chicago pour servir d’entraîneur de banc.

Pour la saison 2017, Renteria remplace le manager des White Sox Robin Ventura. Renteria est le deuxième manager de l’histoire du baseball à Chicago, après Johnny Evers, à gérer les deux franchises de la ville. En 2017, il a été expulsé sept fois, plus que tout autre gérant des ligues majeures. En 2020, il emmène les White Sox en séries éliminatoires pour la première fois depuis 2008. Ils ont perdu dans la série Wild Card en 3 matchs contre les Athletics d’Oakland. Le 12 octobre, les White Sox annoncent que Renteria ne reviendra pas en tant que manager, mettant fin à son mandat avec l’équipe alors qu’il lui reste un an de contrat. Sa fiche globale en quatre saisons avec les Sox est de 236-309.