Роман Анатольевич Павлюченко появился на свет в поселке Мостовский Краснодарского края 15 декабря 1981 года. Вскоре после рождения сына семья переехала в Черкесск, где мальчик сделал свои первые шаги в футболе. Когда Павлюченко исполнилось 9 лет, отец отвел его в футбольную секцию спортшколы «Победа». Тогда маленькому Роме Павлюченко биография одного из лучших футболистов России еще даже не снилась.

Проведя семь лет в «Победе», Павлюченко перешел в Ставропольскую СДЮШОР, по окончании которой начал профессиональную карьеру за ставропольское «Динамо». Уже после первого круга первого дивизиона талантливым нападающим заинтересовались представители Высшей лиги. Настойчивее всех оказался представитель «Ротора», в котором Павлюченко провел три следующих сезона.

В ноябре 2002 года футболист перешел в московский «Спартак», в котором он практически сразу стал чуть ли не единственным нападающим. За сезон-2003 Роман забил 10 голов и был лучшим бомбардиром клуба. В этом же году Роман в составе «Спартака» стал обладателем Кубка России. Футболист прочно закрепился на позиции основного нападающего клуба, забив в 2004-м 10, а в 2005-м – 11 голов в чемпионате. В сезоне-2006 Роман провел 18 голов, став лучшим бомбардиром первенства. В следующем году он повторил это достижение, разделив первое место в списке бомбардиров с Романом Адамовым.

Всего в составе «Спартака» Роман Павлюченко провел 141 матч и забил 69 голов.

За сборную нападающий дебютировал в 2003 году, но показал неубедительную игру и в состав не попал. В следующий раз в цвета национальной команды ему доверят защищать лишь спустя два года.

В отборочном цикле к Евро-2008 Роман провел всего четыре матча и забил два гола. Причем оба раза он поразил ворота англичан, принеся своей команде победу 2:1. Однако его невыразительная игра в «Спартаке» накануне чемпионата ставила под сомнение его место в основе национальной сборной. В итоге он попал в основной состав, но только из-за травмы Павла Погребняка.

Вопреки прогнозам многих скептиков, в финальной части чемпионата Европы футболист проявил себя как нельзя лучше. Он забил три мяча, разделив 2–5-е места в списке бомбардиров турнира, и попал в символическую сборную Евро-2008.

Российским форвардом заинтересовались в Европе, и 30 августа 2008 года он перешел в английский клуб «Тоттенхэм Хотспур». Этот трансфер стал на тот момент самым дорогим среди футболистов, уехавших из чемпионата России в зарубежный клуб. Первый матч в составе «шпор» Роман провел 16 сентября, а уже 25 сентября впервые отметился забитым голом. Всего в том сезоне нападающий выходил на поле 36 раз и забил 14 голов.

Значительную часть сезона 2009/2010 Павлюченко провел на скамье запасных, что не устраивало футболиста. Доверие руководства вернулось к нему только после того, как в феврале 2010-го он в трех играх подряд забил суммарно пять мячей. 1 августа 2010 года Павлюченко предложил контракт «Ливерпуль», но футболист отказался от трансфера.

Роман женат. Лариса, жена Павлюченко, в 2006 году родила ему дочь Кристину.