Оренбургская область для Романа Романенко – историческая родина. Его отец, летчик-космонавт СССР, дважды Герой Советского Союза Юрий Романенко родился в поселке Колтубановский Бузулукского района. Является почетным гражданином города Бузулука. На его родине в поселке Колтубановский установлен бронзовый бюст героя.
Роман Романенко подчеркнул, что часто приезжал с отцом на малую родину. Здесь у него живут друзья - летчики, с которыми когда-то учился или служил.
Роман Романенко пошел по стопам отца, он один из трех потомственных космонавтов. Окончил Черниговское высшее военное авиационное училище летчиков по специальности «Командная тактическая истребительной авиации», ему присвоена квалификация «летчик-инженер».
К моменту зачисления в отряд космонавтов освоил самолеты Л-39, Ту-134. Общий налет составляет около 800 часов. Военный летчик 3-го класса. Имеет квалификации «инструктор парашютно-десантной службы» и «офицер-водолаз».
Первый космический полет выполнил с 27 мая по 1 декабря 2009 года в качестве командира ТПК «Союз ТМА-15» и бортинженера МКС. Продолжительность полета составила 187 суток. В этой экспедиции впервые постоянная численность экипажа на борту МКС составила 6 человек.
В 2010 году присвоено звание Героя Российской Федерации с вручением медали «Золотая Звезда» и почетного знака «Летчик-космонавт РФ»; медаль «За заслуги в освоении космоса»; медали Вооруженных Сил Российской Федерации: «За воинскую доблесть» I и II степени, «За отличие в военной службе» I, II, III степени, «За службу в ВВС»; почетный знак «50 лет космической эры», Бельгийский орден Короны степени Командора, знак Губернатора Московской области «За ратную службу».