Retno Marsudi rejoint les services du ministère des Affaires étrangères à sa sortie de l'université. Entre 1997 et 2001, elle est première secrétaire aux affaires économiques de l'ambassade d'Indonésie aux Pays-Bas. En 2001, elle est nommée directrice des affaires européennes et américaines[2]. Elle est ensuite promue directrice des affaires de l'Europe occidentale en 2003[3].
En 2005, elle est nommée ambassadrice d'Indonésie en Norvège et en Islande[2]. Au cours de son mandat, elle reçoit l'ordre royal norvégien du Mérite en , devenant la première Indonésienne à être ainsi distinguée[4]. Elle étudie brièvement les droits humains à l'université d'Oslo. De retour à Jakarta, elle est nommée directrice générale des affaires européennes et américaines.
Retno Marsudi est nommé ambassadrice d'Indonésie aux Pays-Bas en 2012[2]. Le , elle est nommée ministre des Affaires étrangères par le président Joko Widodo au sein de son Cabinet de Travail. Elle est la première femme à occuper ce poste[5]. Elle est reconduite à cette fonction après la réélection du président en 2019.
En 2024, dans le cadre de la préparation de la Seconde Conférence des Nations unies sur l'eau (2026), l'ONU a nommé Reno Marsudi envoyée spéciale pour l'eau (elle assumera cette mission internationale après avoir quitté sa fonction de ministre des Affaires étrangères le 1er novembre 2024). Elle doit renforcer les efforts pour la réalisation des objectifs mondiaux liés à l'eau, dont l'objectif de développement durable no6 (ODD 6) du Programme de développement durable à l'horizon 2030, sachant que selon l'évaluation faite à mi-parcours de cet ODD, on observait un «retard alarmant»[6].