Van de voorwaarde dat hij de naam en het wapen van Chalon zou aannemen wordt René vrijgesteld, maar toch maakt hij hier gebruik van. Hij tekent voortaan met René van Chalon en neemt ook het devies van zijn oom, ‘Je maintiendrai Chalon’ over. In 1531 benoemt Karel V hem tijdens de kapittel in Doornik tot ridder in de Orde van het Gulden Vlies.

Na het overlijden van zijn vader in 1538, zoekt René steun bij zijn oom, Willem de Rijke. Willem spoedt zich naar Breda om zijn neef te helpen met de afhandeling van de erfenis. Ook helpt hij zijn neef bij de huwelijksonderhandelingen. Op 20 augustus 1540 trouwt René van Chalon met Anna van Lotharingen. Net als zijn vader wordt René door Karel V benoemt tot stadhouder van Holland, Zeeland, Friesland, Utrecht en Gelre. Ook vervult hij een actieve rol in het leger van de landsheer.

Op 14 juli 1544 wordt René in de strijd om Saint-Dizier, getroffen door een Franse kogel. Hij wordt naar de tent van keizer Karel V gebracht, die het bevel voerde. Een dag later overlijdt René aan zijn verwondingen. In een veldtestament, die hij een paar weken voor zijn overlijden heeft opgemaakt, wijst René van Chalon zijn neef, Willem van Nassau, aan als enige erfgenaam van het Prinsdom Orange.