Der Belgier sammelte seine ersten Rallye-Erfahrungen im Peugeot und stieg kurze Zeit später auf einen Citroen um. 2010 entschied der französische WRC-Sieger Philippe Bugalski, das junge Talent zu unterstützen. Im selben Jahr fuhr Neuville in der Junioren-WM. Gleichzeitig bestritt er die IRC, wo er bei der Tour de Corse 2011 der jüngste Sieger der Geschichte wurde. Im darauffolgenden Jahr gelang Neuville der Aufstieg in die WRC mit Citroen. Nach einer Saison war die Zusammenarbeit allerdings bereits beendet und Neuville suchte sein Glück bei M-Sport - mit riesigem Erfolg. Er holte 2013 den Vize-WM-Titel, kehrte der Mannschaft aber dennoch den Rücken. Seit 2014 geht Neuville mit Hyundai auf Erfolgsjagd und feierte bei der Rallye Deutschland in jenem Jahr seinen ersten Sieg. 2016 gelang Neuville auf Sardinien sein zweiter Sieg und er schloss die Saison zum zweiten Mal in seiner Karriere als Vize-Champion ab. Auch 2017 wurde er nach vier Siegen Vize-Meister der Rallye-Weltmeisterschaft. 2018 kämpfte Neuville bis zum Saisonfinale um den Titel, verpasste ihn jedoch ein weiteres Mal. 2019 wurde er zum fünften Mal Vize-Champion.
