Der 64-Jährige folgt beim kriselnden französischen Erstligisten auf Julien Stephan, der in der vergangenen Woche freigestellt worden war. Er erhält einen Vertrag bis 2026.
"Wir brauchen seine mobilisierende Energie, damit der Verein vorankommt und der Konkurrenz entschlossen entgegentritt", sagte Klubpräsident Arnaud Pouille.
Rennes belegt aktuell den 13. Platz, sechs der vergangenen zehn Ligaspiele hat das Team verloren. Sampaoli arbeitete zuletzt in Brasilien bei Flamengo, bei der WM 2018 hatte er das argentinische Team mit Lionel Messi und Co. trainiert. Bei der Endrunde in Russland schied Argentinien im Achtelfinale aus, anschließend musste Sampaoli gehen.