משנת 2000 הוא שירת במגוון תפקידים בחיל הרפואה של צה"ל החל מתפקיד רופא גדודי וחטיבתי, דרך תפקידים במטה החיל, קצין רפואה אוגדתי ומפקד רפואה של פיקוד המרכז. בתפקידו הצבאי האחרון היה יובל ראש שירותי הרפואה של צה"ל. משנת 2021 ד"ר יובל רן עובד בהנהלת המרכז הרפואי תל אביב במשרד המשנה הרפואי למנכ"ל.