Rennemo gab sein Debüt im Weltcup im März 2009 in Trondheim beim 50-km-Massenstartrennen in der klassischen Technik, das er auf Platz 42 beendete. Seine ersten Weltcuppunkte erreichte er am 6. März 2010 in Lahti mit Rang 14 im Skiathlon. Einen Tag später gewann er als Schlussläufer mit der zweiten norwegischen Staffel sein einziges Weltcuprennen. Auf einer als Skiathlon ausgetragenen Etappe der Tour de Ski belegte er am 1. Januar 2012 zudem Rang 5 und erreichte im März desselben Jahres beim 50-km-Massenstartrennen am Holmenkollen in Oslo Rang 12. Im Scandinavian Cup, bei dem er bisher drei Rennen gewann, belegte er in der Saison 2009/10 den ersten Platz und 2011/12 den zweiten Rang in der Gesamtwertung. Im März 2012 siegte er beim Storlirennet über 36 km Freistil.[1]