Отец Романа, Сергей Вениаминович, был режиссером и работал на телевидении. Он часто брал сыновей на работу (младшего Романа и старшего Вадима). Именно здесь ассистенты режиссера и обратили внимание на юное дарование и будущего артиста.
Романа пригласили сняться в кино в 1971 году в эпизодической роли школьника в драме «Перевод с английского». А уже в 1973 году Роман Мадянов исполнил главную роль в приключенческом фильме «Совсем пропащий», который был снят режиссером Георгием Данелией по мотивам книги Марка Твена. Роман удостоился сыграть роль Гекльберри Финна.
Будучи школьником, Мадянов снялся в нескольких картинах. Это такие фильмы, как «Все дело в брате», «Весенние перевертыши» и «Анискин и Фантомас».
Роман Мадянов поступил в Государственный институт театрального искусства на курс О. Я. Ремеза. Его дипломной работой стала роль в спектакле, поставленном режиссером Камой Гинкаса.
Когда Мадянов был еще студентом, он вошел в труппу Московского театра им. Маяковского. После окончания университета актер отправился в армию, но после возвращения в 1987 году решил снова работать в театре.
В Московском театре имени Маяковского Роман Мадянов проработал около 20 лет. За это время он успел сыграть около 30 ролей. Самыми популярными спектаклями, в которых был задействован Мадянов, стали «Театральный романс», «В кольце тишины», «Жертва века», «Наливные яблоки, или Правда - хорошо…», «Закат», «Розенкранц и Гильденстерн мертвы», «Банкрот», «Валенсианские безумцы», «Горбун», «Дети Ванюшина».
В 1989 году Роман Мадянов продолжил сниматься в кино. Его фильм-возвращение - «Частный детектив, или Операция Кооперация», снятый Л. Гайдаем. С этого момента актер стал постоянно появляться в телевизионных сериалах и кино. Кроме того, Мадянов принял участие в съемках нескольких серий популярного юмористического киножурнала «Ералаш», а также нескольких рекламных роликов.
1995 год оказался для актера значимым. Он получил звание «Заслуженный артист Российской Федерации». Говоря о наградах, стоит отметить, что за свою жизнь Мадянов был трижды номинирован в категории «Лучшая мужская роль второго плана» на премию «Ника».
Когда Роман Мадянов только начал работать в Московском театре им. Маяковского, он встретил свою будущую спутницу жизни. В 1992 году влюбленные решили сыграть свадьбу, а уже на следующий год у пары появился сын Роман.