Frate al lui Petru al II-lea fiul Margaretei (Muşata), i-a urmat în scaun după moartea acestuia probabil chiar în decembrie 1391, în orice caz înainte de 30 martie 1392, când emite un document în localitatea Roman, şi se înţelege că el domnea mai demult la acea dată.
Nu se ştie de ce şi în ce împrejurări au fost înlăturaţi de la succesiune fiii lui Petru II: Roman Petrilovici şi Ivaşcu, care însă nu s-au resemnat. Cel dintâi a căutat protecţia regelui Vladislav Jagiello, cu care se înrudea prin mama sa, iar acesta i-a dăruit în iulie 1394 o armură de preţ. Incercând însă, se pare, să la domnia în 1399, împotriva lui luga, a fost luat prizonier de regele Poloniei şi răscumpărat de fratele său Ivaşcu, care la 9 decembrie 1400 jurase credinţă regelui Poloniei şi vărului acestuia Witold, marele cneaz al Lituaniei, obligându-se să păstreze credinţă acestora şi Coroanei polone şi în cazul în care va dobândi domnia în Moldova. Cum Ivaşcu rezida la Brest-Litovsk, probabil cei doi fraţi s-au retras în această localitate. Roman mai apare o dată la 1403, când jură din nou credinţă regelui Poloniei, păstrându-şi statutul de pretendent, dar lunga domnie a vărului său Alexandru cel Bun, care în acelaşi an jurase şi el credinţă lui Vladislav Jagillo, nu i-a lăsat nici o şansă.
Se pare că Petru l-a asociat la domnie pe fratele său Roman încă din februarie 1386, când acesta dădea porunci în numele voievodului titular, asociere recunoscută chiar de regele Vladislav Jagiello la 27 ianuarie 1388. Se bănuieşte că poziţia privilegiată a lui Roman în raport cu nepoţii săi, fiii fratelui său Petru, moştenitorii legitimi ai scaunului domnesc, înrudiţi prin mamă cu dinastia, pe care acum o putem numi a Jagiellonilor din Polonia şi Lituania, s-ar datora unei căsătorii încă şi mai prestigioase decât a fratelui său în sânul aceleiaşi dinastii. Un cercetător polon a identificat pe Anastasia, soţia lui Roman I şi mamă a lui Alexandru cel Bun, cu o fiică a lui Koriat, deci vară a lui Vladislav Jagiello şi a Ringalei-Ana, viitoarea soţie vârstnică a lui Alexandru, rudenie socotită atunci prea apropiată (mătuşă de vară-nepot), astfel că a fost acceptată mai târziu ca motiv plauzibil de divorţ între ultimii doi.
Ar mai fi însă şi posibilitatea care poate să fi funcţionat şi în cazul lui Laţcu Vodă, a ridicării în scaun a reprezentantului celui mai vârstnic în viaţă al familiei domneşti, principiu cunoscut din Antichitate, prin care se înlătura succesiunea strict ereditară, care, de altfel, nici nu a fost vreodată urmărit cu stricteţe în cadrul dinastiilor româneşti medievale, ce putea aduce în fruntea ţării fii nevârstnici, izvor de tulburări politice.
Oricum, înaintea domniei, Roman s-a arătat legat de spaţiul polon, în 1380 apărând ca martor într-un proces la Liov, după documentele oraşului.
O dată aşezat în scaun, Roman I s-a vădit beneficiarul lungii domnii a fratelui său Petru, în timpul căreia stăpânirea domnului Moldovei se întinsese până la Marea Neagră, în paralel cu consolidarea instituţiei domniei. Astfel se explică de ce chiar la începutul domniei, în actul amintit din 30 martie 1394, Roman I se intitulează „Marele singur stăpânitor" (mai corect tradus fiind „însuşi stăpânitor", corespunzător grecescului autocrat), "stăpânind Ţara Moldovei de la munte până la mare". Cu observaţia judicioasă că în textul slav al titulaturii, aici şi în celelalte două acte păstrate de la Roman I, nu e vorba de munte, adică de Carpaţi, ci de "planinî", căci „Pianinele nu se găseau în Carpaţi, ci la poalele nord-vestice ale Carpaţilor, între Ceremuş şi Nistru [...] De altfel, titulatura indică întinderea în longitudine a Moldovei de la nord la sud, nicidecum întinderea în lăţime care nu ar avea nici un sens". E vorba, aşadar, de Plonini sau Codrii Plonini aflaţi, cum am văzut când am pomenit bătălia din aceste locuri purtată în 1368 de Petru I, în zona deluroasă de la sud de Nistru, în prelungirea spre răsărit a Munţilor Plonini, din Carpaţii Ruteniei.
Cronicile interne şi prima listă păstrată de domni ai Moldovei îi acordă aproape în unanimitate lui Roman I trei ani de domnie (Cronicile slavo-române; Grigore Ureche, Letopiseţul), ceea ce înseamnă că a domnit până spre sfârşitul anului 1394, probabil până la începutul lunii decembrie, deoarece la 6 ianuarie 1395 domnea la Suceava urmaşul său Ștefan I, se înţelege, de oarecare timp înaintea aceste date.
Nu se ştie în ce împrejurări şi-a sfârşit domnia, şi scenariile care s-au făcut în legătură cu aceasta sunt simple supoziţii, fără o bază documentară. Cert este doar că din 5 ianuarie 1393 datează jurământul de credinţă depus de Roman I lui Vladislav Jagiello, soţiei sale şi Coroanei polone, cu clauza restrictivă că din cauza depărtării nu va trimite ajutoare militare în Prusia, Lituania şi dincolo de Cracovia, şi că, probabil, din timpul său se aflau în Moldova ca refugiaţi „oamenii vestitului duce Hodor, cum consemna un act din 3 februarie 1397 ceea ce nu înseamnă automat că Roman I l-ar fi ajutat pe Teodor Koriatovici împotriva regelui Poloniei în 1393-1394 şi în aceste evenimente şi-ar fi pierdut domnia, cum s-a crezut.
Cercetarea izvoarelor arată că dimpotrivă, Roman I s-a apropiat de regele Poloniei, Vladislav II Jagiello încă din a doua jumătate a anului 1392, pentru ca din 5 ianuarie 1393, cum am văzut, să dateze jurământul său de credinţă faţă de rege, în timp ce războiul pentru înlăturarea lui Teodor Koriatovici din Podolia, de către Witold marele cneaz al Lituaniei a început ulterior, în primăvara lui 1393, să ocupe unele cetăţi din Podolia, arată că atunci în afara regelui din Ungaria nimeni nu l-a ajutat. Deşi am văzut că Anastasia, soţia lui Roman I e socotită fiica lui Koriat, deci soră a lui Teodor Koriatovici, o implicare a lui Roman I în evenimentele din Podolia din anii 1393-1394, care i-ar fi adus şi lui pierderea domniei, nu e atestată din izvoarele vremii.
Totodată este interesant de observat că vechiul letopiseţ slavon Putna I nu adaugă în cazul lui Roman şi al fiului său luga precizarea că „a murit", aşa cum o face pentru toţi domnii de la Sas Vodă la Alexandru cel Bun (Cronicile slavo-române), ceea ce însemna că respectivii au decedat în Moldova, fiind în scaun (cu excepţia lui Sas despre care cronicarul nu cunoaşte probabil nimic). Or despre luga se ştie că a fost dus de Mircea I cel Bătrân (1355-1418) în Ţara Românească, unde, desigur, a şi murit (Grigore Ureche, Letopiseţul), în schimb Roman I e îngropat în biserica episcopală de la Rădăuţi. Ca atare, în acest stadiu al cunoştinţelor, împrejurările exacte în care acesta din urmă şi-a sfârşit domnia, ca şi faptul dacă aceasta a coincis sau nu cu moartea sa, rămân necunoscute.
Se putea muri însă foarte uşor atunci, de pildă în urma unui accident de călărie, indiferent de vârstă. Astfel a murit regele polon Cazimir cel Mare în 1370 „Eşind la vânat — notează Nicolae Costin —•, au alergat după un cerbu, au căzut cu calu şi ş-au frântu un picior şi i s-au tămplat moarte" (Letopiseţul). Faptul că fiul şi urmaşul său, Ştefan I, face la 18 aprilie 1397 o danie unei boier de rang înalt ("pan"), "slugă" domnească, şi fratelui acestuia, care „au slujit întâi părintelui nostru cu dreaptă credinţă şi acum slujesc şi noao", indică o succesiune paşnică, firească, între tată şi fiu, astfel că, foarte probabil, Roman I a murit în scaun.
A fost înmormântat alături de ceilalţi membri ai familiei sale în biserica Sfântul Nicolae, episcopală, din Rădăuţi. Lespedea care se vede astăzi i-a fost pusă din porunca lui Ștefan cel Mare, care îl considera "strămoşul său", la 15 decembrie 1479. Este aşezată pe un soclu cu înălţimea de 0,525 m, fiind împodobită în câmpul central cu semipalmete şi palmete.
