Обучался в Казахской национальной академии музыки. В 2016 окончил Московскую государственную консерваторию имени П.И. Чайковского,
а в 2018 – ассистентуру-стажировку МГК (класс профессора Ю. Башмета).
Лауреат девяти международных конкурсов, в том числе VIII Международного конкурса альтистов Юрия Башмета Viola Masters.
В качестве солиста (альт и скрипка) регулярно дает концерты с ведущими оркестрами России и стран СНГ.
Сотрудничает со многими известными музыкантами, среди которых: Элисо Вирсаладзе, Александр и Иван Рудины, Борис Андрианов, Полина Осетинская, Дмитрий Маслеев, Валентин Урюпин, Филипп Копачевский, Андрей Гугнин, Даниил Коган, Александр Князев, Павел Нерсесьян и многие другие.
Основатель и альтист Квартета имени Валентина Берлинского.
В 2021 году основал Московский оркестр «Новая камерата», с которым выступает на ведущих концертных площадках России и зарубежья.
В зависимости от репертуара коллектив трансформируется в камерный оркестр, барочный ансамбль или малый симфонический оркестр. «Новая камерата» – один из немногих оркестров России, который дает концерты на барочных инструментах.
В качестве дирижера Павел Романенко регулярно сотрудничает с театром «Астана балет» и Государственным ансамблем классической музыки «Камерата Казахстана».
В качестве концертмейстера группы альтов работал в различных коллективах, среди них: оркестр Театра оперы и балета имени К. Байсеитовой (Астана, 2011–2013), оркестр театра «Астана опера» (2013), Московский государственный академический симфонический оркестр (2013–2021).
В театре Новая Опера работал концертмейстером группы альтов с 2021 по 2023 годы. Параллельно с работой в оркестре театра начал изучать дирижирование под руководством Александра Самоилэ.
С 2023 занимает должность ассистента дирижера в театре Новая Опера.
Участие в концертах театра:
Концерт «110 лет Бенджамину Бриттену» – солист (альт)
Концерт «Арфы Новой Оперы» – солист (альт)
Концерт «Шедевры камерной музыки» – дирижер
Концерт «Непреходящее» – дирижер