Cresciuto nel quartiere napoletano di Forcella, il fascinoso Libero De Rienzo viene contagiato dal mondo della celluloide grazie al padre, aiuto regista di Citto Maselli.
A partire dal 1996, comincia a calcare le scene con la troupe catalana "Fura dels Baus" per poi collaborare con la compagnia "Area Teatro" di Roma, città dove si trasferisce per potersi garantire una adeguata formazione attoriale.

Gli esordi e il David
Dopo aver girato una manciata di spot pubblicitari, il ragazzo debutta nella fiction tv Più leggero non basta per la regia di Elisabetta Lodoli: è il 1999. Nello stesso anno, lo troviamo a non contraccambiare l'amore di Valentina Cervi, in La Via degli angeli di Pupi Avati. Dodici mesi dopo, insidia la seduttiva verginella Roxane Mesquida nel provocatorio A mia sorella. Nel 2001 si impone all'attenzione del pubblico, condividendo la monotonia dei giorni con l'amico Stefano Accorsi, in Santa Maradona di Marco Ponti. Il ruolo di Bart, giovanotto senza arte né parte, gli frutta il David di Donatello come Migliore Attore non Protagonista, nonché una nomination ai Nastri D'Argento. Il 2004 lo vede di nuovo davanti alla cinepresa di Ponti in A/R Andata + Ritorno, dove interpreta lo sbalestrato e malinconico fattorino che fa perdere la testa alla hostess Vanessa Incontrada.

Alla regia ed altri ruoli
Nel 2005, esordisce alla regia realizzando Sangue - La morte non esiste, crudo e complesso ritratto giovanilistico in cui recita al fianco di Elio Germano, inquieto ed incestuoso fratello di un'ambiziosa Emanuela Barilozzi. Successivamente, De Rienzo si cimenta nel figlio adottivo di Ricky Memphis in Milano Palermo: il ritorno, di Claudio Fragasso.
Nel 2008 incarna Giancarlo Siani, giornalista de "Il Mattino", ucciso a Napoli il 23 settembre 1985 per mano della camorra, nel biografico Fortapàsc di Marco Risi. Torna a lavorare con Fragasso ne Le ultime 56 ore (2010), e viene diretto da Michele Soavi nella fiction Caccia al Re - La Narcotici. Nel 2011 lo vediamo nella commedia Tutti al mare e in La kryptonite nella borsa, esordio alla regia dello sceneggiatore Ivan Cotroneo; mentre nel 2013 parteciperà nel drammatico esordio alla regia di Valeria Golino Miele e in quello comico di Sydney Sibilia Smetto quando voglio. Parteciperà poi alla commedia di Giorgia Farina Ho ucciso Napoleone e al film dedicato a Pier Paolo Pasolini La macchinazione.
Torna tra i personaggi principali del film Smetto quando voglio - Masterclass e Revolution, diretto da Sydney Sibilia, ed è uno dei due protagonisti della commedia Cristian e Palletta contro tutti, diretto da Antonio Manzini.
Diretto da Andrea Magnani in Easy - Un viaggio facile facile (2017), torna negli ultimi due capitoli di Smetto quando voglio (Masterclass e Ad Honorem) ed è diretto da Marco Bocci in A Tor Bella Monaca non piove mai e da Guido Chiesa in Cambio tutto!. Nel 2020 è invece diretto da Nicolangelo Gelormini in Fortuna.
Scompare prematuramente all'età di 44 anni nel luglio 2021, a causa di un arresto cardiaco.