Okres przynależności Samsunga do Renault rozpoczął intensywny rozwój oferty modelowej. We wrześniu 2002 roku uruchomiono produkcję mniejszego modelu SM3 technicznie bazującego na japońskim Nissanie Bluebird Sylphy. W listopadzie 2004 roku zadebiutował kolejny, tym razem topowy sedan Samsung SM7, z kolei w styczniu 2005 roku przedstawiono kolejną generację modelu SM5.
W 2008 roku uruchomiono produkcję pierwszego SUV-a, QM5, sprzedawanego również w Europie pod nazwą Renault Koleos. Rok później, w 2009 roku, przedstawiono kolejne wcielenie sedana SM3 jako kolejny model, który trafił do sprzedaży również w Europie pod marką Renault jako Renault Fluence. Odtąd, wszystkie kolejne modele Renault Samsung Motors były już bliźniaczymi konstrukcjami nie Nissana, lecz wyłącznie Renault.
Zakład w Pusan ma roczną zdolność produkcyjną 300 tys. sztuk. Firma produkuje od kilkudziesięciu do blisko 200 tysięcy sztuk samochodów rocznie. W 2004 roku powstało ich 80 906 szt., w 2008 r. – 189 651 sztuk.