Павло Романенко народився у селі Бєляєвка Оренбурзької області рф, проте все своє життя прожив у Києві. Навчався у початковій школі №324 Солом’янського району м. Києва, згодом — у ліцеї «ЕКО» №198 Святошинського району столиці.
У 2007–2010 роках здобував освіту в Навчально-науковому центрі професійно-технічної освіти Академії педагогічних наук України, де отримав професію слюсаря з ремонту автомобілів.
У 2021 році закінчив Житомирський державний технологічний університет за спеціальністю «Автомобільний транспорт» та здобув ступінь бакалавра (заочна форма навчання).

З 9 грудня 2011 року по 28 грудня 2021 року працював у Національному авіаційному університеті на посаді працівника сторожової служби охорони. З 21 липня 2017 року по 7 серпня 2017 року обіймав посаду чергового адміністратора в ТОВ ФПС «Агро».                    9 листопада 2010 року був призваний на строкову службу до Збройних Сил України (в/ч А1048, смт Десна).
23 березня 2011 року закінчив навчальний підрозділ за спеціальністю «Командир механізованого відділення» та був направлений до в/ч А0525, де проходив службу на посаді командира відділення.
25 жовтня 2011 року звільнений у запас.

18 червня 2014 року був призваний по мобілізації до 11-го батальйону територіальної оборони «Київська Русь» (в/ч А2980), де служив старшим розвідником.
З 29 жовтня 2014 року по 8 червня 2015 року проходив службу у в/ч В0941 на посаді інструктора взводу.
9 червня 2015 року звільнений у запас. У 2014–2015 роках брав участь в антитерористичній операції на Сході України.

З 11 серпня 2017 року по 30 листопада 2018 року проходив службу в Національній поліції України в Київській області на посаді поліцейського полку патрульної служби поліції особливого призначення «Миротворець» (капрал поліції).
З 30 листопада 2018 року по 11 березня 2019 року — інструктор з особистої безпеки тренінгового центру (капрал поліції).

З 1 серпня 2019 року по 11 вересня 2020 року проходив військову службу за контрактом у ЗС України на посаді старшого оператора-гранатометника 3 розвідувального взводу 1 розвідувальної роти 131 окремого розвідувального батальйону (в/ч А1445).
У період з 10 вересня 2019 року по 22 березня 2020 року брав участь в операції Об’єднаних сил на Сході України.

З 2 липня 2020 року по 2 вересня 2020 року проходив навчання в навчальному центрі інженерних військ та військ РХБ захисту (в/ч А1884) за спеціальністю «спеціаліст з розмінування першого рівня».

З 13 жовтня 2020 року по 24 травня 2022 року проходив службу за контрактом у складі 95-ї окремої десантно-штурмової бригади ЗС України (в/ч А0281) на посаді старшого навідника 1 розвідувального взводу розвідувальної роти.

За вісім років війни Павло Романенко пройшов найгарячіші точки Донецької та Луганської областей. Брав участь у боях за Дебальцеве, Слов’янськ, Авдіївку, Краматорськ, Зайцеве, Щастя, Майорськ, Сєвєродонецьк, Широкине, Красногорівку, Троїцьке, Павлопіль, Мар’їнку, Торецьк, Чернухине, Фащівку, Кам’янку, Долину та Довгеньке.

24 травня 2022 року Павло Романенко загинув під час оборонного бою поблизу населеного пункту Довгеньке на Харківщині внаслідок російського артилерійського обстрілу.

Похований на Лісовому кладовищі міста Києва.

 Нагороджений:

•  орденом “За мужність” ІІІ ступеня (посмертно);
•  медаллю «Ветеран війни»;
• відзнакою Президента України «За участь в антитерористичній операції»;
• нагрудним знаком «Учасник АТО»;
• медаллю «За жертовність і любов до України»;
• нагрудним знаком «11 Батальйон Київська Русь» №441 від 14.09.2016;
• нагрудним знаком «Гвардія»;
• медаллю «15 років УНСО» ;
• грамота «За зразкове виконання службових обов’язків, зміцнення законності та правопорядку, особливі заслуги у боротьбі зі злочинністю у складі сил Антитерористичної операції на території Луганської області» від керівництва Нацполіції в Луганській області.