Piłkarz rosyjski grający na pozycji napastnika. Mierzy 188 cm wzrostu, waży 78 kg.

Pawluczenko pochodzi z Kraju Krasnodarskiego. Pierwszym jego klubem w piłkarskiej karierze było Dynamo Stawropol. W jego barwach zadebiutował w 1999 w drugiej lidze rosyjskiej. Po sezonie, na początku 2000 Pawluczenko przeszedł do Rotoru Wołgograd. W pierwszym sezonie gry zdobył 5 goli w lidze (swojego pierwszego strzelił w lipcu w wygranym 3:0 meczu z Rostselmaszem Rostów) i zajął z Rotorem 11. pozycję. Rok później znów pięciokrotnie trafił do siatki i zakończył sezon na 10. pozycji. Natomiast w swoim trzecim sezonie Roman strzelił 4 gole w Premier Lidze (9. miejsce Rotoru).

Latem 2003 Pawluczenko przeszedł do jednego z czołowych klubów Rosji, Spartaka Moskwa. W Spartaku zadebiutował 15 marca w zremisowanych 0:0 derbach z Torpedo-Metallurgiem, a swojego pierwszego gola zdobył już w 2. kolejce, w przegranym 1:2 meczu z Ałaniją Władykaukaz. W całym sezonie 10 razy zdobywał bramkę dla Spartaka, ale zajął z nim dopiero 10. pozycję. Zdobył za to Puchar Rosji. W 2004 ponownie uzyskał 10 bramek (8. pozycja Spartaka), a w 2005 – 11, a Spartak wywalczył wicemistrzostwo, dzięki czemu awansował do fazy grupowej Ligi Mistrzów (edycja 2006/2007). W 2006 ponownie został wicemistrzem kraju, a zdobywając 18 bramek wywalczył tytuł króla strzelców rosyjskiej ekstraklasy.

30 sierpnia 2008 piłkarz podpisał kontrakt z angielskim Tottenhamem. Suma odstępnego, jaką trener Spurs Juande Ramos wyłożył za Rosjanina, zamknęła się w kwocie 14 mln funtów.

Pawluczenko ma za sobą występy w młodzieżowych reprezentacjach Rosji w kategoriach U-19 (2 mecze) i U-21 (12 meczów, 5 goli). W pierwszej reprezentacji zadebiutował 20 sierpnia 2003 w meczu z Izraelem (1:2). Był członkiem kadry grającej w Euro 2008. Tam był podstawowym zawodnikiem i dotarł z Rosją do półfinału. Zagrał we wszystkich pięciu spotkaniach swojej drużyny: przegranym 1:4 z Hiszpanią (zdobył gola strzałem głową w 86. minucie), wygranym 1:0 z Grecją, wygranym 2:0 ze Szwecją (gol w 24. minucie), wygranym 1:3 ćwierćfinale z Holandią (gol w 56. minucie) oraz przegranym 0:3 półfinale z Hiszpanią.