Роман Юрьевич Романенко родился 9 августа 1971 г. в Звездном Городке Московской области в семье космонавта.
Отец - Романенко, Юрий Викторович, летчик-космонавт, дважды Герой Советского Союза, Герой ЧССР, Герой Республики Куба
Окончил в 1988 году Ленинградское, ныне Санкт-Петербургское суворовское военное училище
1992 г. - закончил Черниговское высшее военное авиационное училище лётчиков.
С 16 января 1998 по 26 ноября 1999 года проходил общекосмическую подготовку.
1 декабря 1999 года зачислен в отряд космонавтов, присвоена квалификация космонавта-испытателя. Проходил службу в Центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина, после его передачи из Министерства обороны в августе 2009 года (во время своего пребывания в космосе) переведён во вновь созданное ФГБУ ЦПК.
За время службы освоил самолёты L-39, Ту-134, имеет общий налёт около 800 часов. Квалифицирован как военный лётчик 3-го класса
Трижды входил в дублирующие экипажи: МКС-9, МКС-11 и МКС-15. Наконец в июле 2008 года был назначен в основной экипаж 20-й экспедиции на МКС командиром корабля "Союз ТМА-15", на котором 27 мая 2009 года он вместе с остальными членами экипажа отправился на МКС. Возвратился на Землю 1 декабря 2009 года. Продолжительность полёта составила 187 суток 20 часов 40 минут 41 секунда.
19 декабря 2012 второй раз полетел в космос в качестве командира корабля Союз ТМА-07М. 19 апреля 2013 года совершил выход в открытый космос
Приказом начальника ЦПК от 5 ноября 2014 года освобождён от должности инструктора-космонавта-испытателя. Основанием к этому послужило решение Главной медицинской комиссии (ГМК) от 22 апреля 2014 г. о негодности Романенко к спецподготовке по состоянию здоровья. Остался на должности заместителя командира отряда космонавтов ЦПК.
12 октября 2015 г. - освобождён от должности заместителя командира отряда космонавтов и уволен из ЦПК в связи с переходом на работу в Государственную Думу
14 октября 2015 — депутат Государственной Думы РФ от партии "Единая Россия" от Амурской области (получил мандат Ростислава Гольдштейна, перешедшего в Совет Федерации). Член фракции "Единая Россия"
18 сентября 2016 г. - избран депутатом Государственной Думы по списку партии "Единая Россия" (региональная группа № 14 - Оренбургская, Самарская, Ульяновская области, номер в списке 6). Член фракции "Единая Россия", член комитета Госдумы по обороне.
19 июля 2018 г. - в Госдуме проголосовал в первом чтении за самый жёсткий вариант "пенсионной реформы" (65 лет - мужчины, 63 - женщины), во втором и третьем чтении также голосовал за повышение пенсионного возраста
21 июля 2018 - декабря декабря 2020 гг. - начальник Главного штаба Всероссийского военно-патриотического общественного движения "ЮНАРМИЯ"
Герой Российской Федерации (2010)
Воинские звания
лейтенант (29.08.1992);
старший лейтенант (29.08.1994);
капитан (29.08.1996);
майор (29.08.1999);
подполковник
полковник (30.12.2009).
Государственные награды:
Золотая Звезда Героя Российской Федерации (2010) - "за мужество и героизм, проявленные при осуществлении космического полёта на Международной космической станции"
орден "За заслуги перед Отечеством" IV степени (2015)
медаль "За заслуги в освоении космоса" ( 2011) — за большие заслуги в области исследования, освоения и использования космического пространства, многолетнюю добросовестную работу, активную общественную деятельность
Ведомственные награды:
медаль "За воинскую доблесть" I и II степени, "За отличие в военной службе" I, II, III степени, "За службу в Военно-воздушных силах", "200 лет Министерству обороны",
почётный знак "50 лет космической эры"
знак отличия "За заслуги" военнослужащих Военно-воздушных сил;
Региональные награды:
медаль Алексея Леонова (Кемеровская область, 2015) — за совершённый в 2013 году выход в открытый космос
Награды других стран:
командор ордена Короны (Бельгия, 2011 год)
медаль "За выдающуюся общественную службу" (США, НАСА);