Актер родился 28 мая 1974 г. в Париже. Он был младшим, третьим ребенком в семье архитектора и танцовщицы.
После окончания школы Ромен поступает учиться в художественное училище. Помимо страсти к рисованию в то время он активно увлекается музыкой и является барабанщиком в джаз-бэнде «Kingsize».
Свою первую работу в кино Дюрис получает совершенно случайно: однажды на улице его замечает кастинг-менеджер, который предлагает симпатичному молодому человеку попробоваться на роль в новом фильме режиссера Седрика Клапиша «Молодежная угроза». Неопытного новичка утверждают, а после выхода картины на большие экраны его замечают и высоко оценивают и критики, и режиссеры, которые начинают наперебой приглашать его в свои фильмы. Ромен оставляет мечты стать художником и полностью переключается на кино. Своим первым настоящим успехом у публики он обязан все тому же Клапишу: после его картин «В поисках кошки» (1996), «Возможно» (1999) и «Испанка» (2002) Дюрис становится одним из популярнейших французских актеров своего поколения.
Международную известность Ромену приносит участие в высокобюджетном приключенческом фильме «Арсен Люпен» (2004), в котором его партнершами становятся Кристин Скотт Томас и Ева Грин.
В 2005 году великолепную актерскую работу Ромена Дюриса в драме Жака Одиара «Мое сердце биться перестало» отмечают номинациями нескольких престижных киносмотров, среди которых Берлинский фестиваль и премия «Сезар».
В 2010 году актер становится настоящим мировым секс-символом после роли в Роментической комедии «Сердцеед», в которой перед обаятельным героем Дюриса не может устоять ни одна женщина, включая французскую диву Ванессу Паради.
В 2012 году Дюрис снимается в двух заметных картинах: мелодраме «Любовь на кончиках пальцев» и экранизации Ромена Бориса Виана «Пена дней» от режиссера Мишель Гондри, где вместе с ним играет Одри Тоту.
В 2013 году Ромен Дюрис вновь работает с Тоту, на этот раз в новой картине своего друга и учителя, Седрика Клапиша, комедийной мелодраме «Китайская головоломка». А в 2014 году актеру удается показать совершенно новую грань своего таланта в провокационной картине Франсуа Озона «Новая подружка», где Дюрис вполне убедительно примеряет женский образ.
С 2008 года актер живет вместе со своей девушкой, актрисой Оливией Бонами, которая в 2009 году подарила ему сына Луиджи.
