Comincia a giocare a calcio all'età di 10 anni nella squadra dell'Estrelinha di Vila de Penha, una società fondata dal padre. Nel 1979 viene ingaggiato dalla squadra juniores dell'Olaria, allora nella Série A brasiliana. Qui è scoperto dal Vasco da Gama, con cui esordisce in Série A nel 1985 e vince due campionati dello stato di Rio (1987 e 1988), oltre a laurearsi per due volte capocannoniere statale (1986 e 1987).

Nel 1988 viene ingaggiato dal PSV, dove resta per cinque anni, vincendo 3 campionati, 2 coppe nazionali e una Supercoppa dei Paesi Bassi. Con il PSV, in totale, gioca 148 partite e segna 128 gol,^[14] vincendo anche due titoli di capocannoniere del campionato (1990 e 1991). Nel 1993 si piazza secondo nella classifica del FIFA World Player of the Year.

In occasione del suo passaggio al PSV è stato protagonista di diverse controversie riguardo al suo contratto, avendo preteso, oltre a un contratto da un milione di dollari alla firma e un milione di stipendio all'anno, anche case, auto, personale per i suoi immobili e dieci viaggi pagati di andata e ritorno per il Brasile.^[34] Dopo un infortunio alla caviglia, chiese di poter andare a curarsi in Brasile, dove svariate volte fu avvistato sulle spiagge di Rio de Janeiro mentre giocava a footvolley con amici, sollevando polemiche in seno al club olandese.^[35]

Il 14 luglio 1993 viene ceduto per 10 milioni di dollari al Barcellona, firmando un contratto triennale. In Spagna entra a far parte del cosiddetto dream team allenato da Johan Cruijff, che stava modificando l'impianto di gioco della squadra basandolo su giocatori piccoli, scattanti e dall'elevato tasso tecnico.^[36] Nell'annata dell'esordio con i catalani vince il titolo di Primera División e si laurea contestualmente Pichichi del torneo, mettendo a segno 30 gol in 33 partite.^[36] Con cinque triplette in un solo campionato stabilisce un record stagionale per la massima serie spagnola, poi battuto da Lionel Messi nel 2011-2012: le squadre contro cui il brasiliano realizza tre reti in un solo incontro sono Real Sociedad (alla prima giornata), Atlético Madrid (andata e ritorno), Osasuna e Real Madrid,^[36] nel Clásico vinto per 5-0 al Camp Nou l'8 gennaio 1994.^[37] In ambito europeo il Barcellona raggiunge la finale della UEFA Champions League ad Atene, ma viene sconfitto nettamente dal Milan con il risultato di 4-0.^[36] Verso la fine della stagione, nel maggio 1994, Romário vive il dramma del rapimento del padre, sequestrato in Brasile e poi rilasciato.^[36]

Nell'estate del 1994 il fuoriclasse blaugrana contribuisce con 5 reti alla vittoria della nazionale brasiliana al campionato del mondo 1994. Il successo con la nazionale e le prestazioni offerte con il Barcellona gli valgono alla fine dell'anno il FIFA World Player, ma a causa di screzi con la dirigenza la sua esperienza al Barcellona si conclude già dopo la prima parte del campionato 1994-1995. Rientrato dal campionato del mondo con diciotto giorni di ritardo e per questo multato di 10 milioni di pesetas su richiesta esplicita dell'allenatore Cruijff^[38], il calciatore vive una prima parte di campionato in ombra, con soli 4 gol segnati, sebbene i suoi gol in UEFA Champions League siano 3 in 5 presenze. Il 7 gennaio 1995 scende per l'ultima volta in campo con i catalani nella disfatta del Bernabéu (5-0) contro il Real Madrid, partita di campionato in cui viene lasciato in panchina per poi subentrare solo nella ripresa, sul punteggio di 3-0 per i madrileni^[38]. Tre giorni più tardi viene ufficializzato il suo trasferimento al Flamengo per 7 milioni di dollari^[38]. In due stagioni con il Barça, il giocatore mette a segno 34 gol in 46 partite di campionato^[39] e 39 in 65 partite totali.^[14][40]

Durante la permanenza a Barcellona, il tecnico Cruijff raccontò che Romário chiese due giorni liberi in vista del Carnevale di Rio. L'olandese accettò a patto che segnasse due reti nell'incontro previsto prima della partenza. Romário segnò le due reti in 20 minuti, chiedendo subito il cambio. Cruijff gli chiese se si fosse fatto male, ma Romario rispose che aveva già prenotato l'aereo di lì a poco e che se fosse rimasto fino alla fine della partita, lo avrebbe perso.

Tornato al Flamengo poco dopo aver annunciato il ritiro dall'attività agonistica^[41], vince il campionato statale di Rio nel 1996 e il titolo di capocannoniere con 26 gol. Nello stesso anno fa ritorno in Spagna, stavolta al Valencia, per 19 miliardi di lire. Segna 6 gol in 12 partite, ma nell'estate 1997 arriva l'allenatore Claudio Ranieri e Romário cambia di nuovo maglia.

Si accasa nuovamente al Flamengo, dove vince per la quarta volta il campionato di Rio (1999) e due titoli di miglior marcatore del campionato dello stato. Partecipa anche alla Coppa Mercosur classificandosi al primo posto nella classifica dei cannonieri con 8 reti. Contando anche la sua precedente esperienza, con il Flamengo, Romário colleziona 208 partite e 182 marcature.^[26]

Il 16 novembre 1999 rescinde il contratto^[42] e torna al Vasco da Gama, con cui nel 2000 vince il campionato brasiliano, la Copa João Havelange e la classifica dei marcatori (sia nazionale sia dello stato di Rio). Conquista la Coppa Mercosur (incredibile la rimonta in finale da 0-3 a 4-3 grazie alla sua tripletta con gol decisivo al 93'), laureandosi capocannoniere del torneo e vincitore del premio di Calciatore sudamericano dell'anno. Nel 2001 è di nuovo capocannoniere del campionato brasiliano.

Nel 2002 è al Fluminense. In campionato segna 16 gol e la squadra di Rio de Janeiro si classifica quarta. Nel 2003 tenta l'avventura in Qatar, ma è breve: 3 partite, nessun gol e 1,7 milioni di dollari di ingaggio.^[43] A maggio fa ritorno alla Fluminense, che si piazza al diciannovesimo posto in campionato. Romário segna 5 gol e, nel 2004 la squadra tricolore è nona in campionato. Complessivamente con il Fluminense vanta 75 presenze e 47 gol.^[14]

Quasi quarantenne torna al Vasco da Gama, con cui nel 2005 vince il titolo di capocannoniere nazionale.

Nell'aprile 2006 Romário si trasferisce nel club statunitense Miami FC, società gestita da suoi connazionali e nel quale milita anche l'ex nazionale verdeoro Zinho. Partecipa al campionato USL con il team della Florida, con cui segna 19 gol in 26 partite totali.^[14]

Firma poi un contratto con l'Adelaide United. Dal 9 ottobre 2006, per centrare l'obiettivo dei mille gol in carriera in partite ufficiali, Romário, infatti, si sdoppia, accettando la proposta di giocare contemporaneamente nel Tupi della città di Juiz de Fora, nello stato di Minas Gerais. Il fuoriclasse partecipa ad alcune partite con la squadra di Série C brasiliana, giocando quindi il giovedì in Brasile e la domenica in Australia, nonostante tra i due paesi ci siano 12 ore di differenza di fuso orario.^[44]

Nel gennaio 2007 torna al Vasco da Gama, con cui disputa 19 match mettendo a referto 15 centri. In tutto con il Vasco da Gama ha all'attivo 346 partite e 265 gol ed è il migliore marcatore di tutti i tempi.^[45]
Successivamente ha svolto il doppio ruolo di giocatore-allenatore fino al 2008. Nel dicembre 2007 viene trovato positivo alla finasteride.^[46] Il 15 aprile 2008 Romário appende le scarpe al chiodo e lascia definitivamente i campi da calcio all'età di 42 anni. I bianconeri ritirano la sua maglia numero 11.^[47]

Nel 2008 il Murata, squadra vincitrice del campionato nazionale della Repubblica di San Marino, prova a schierare Romário nel preliminare di Champions League contro l'IFK Göteborg, ma il giocatore rifiuta la proposta.^[48]

Il 13 agosto 2009 Romário annuncia di voler tornare in campo nella stagione 2009-2010 come giocatore dell'America di Rio de Janeiro, formazione che milita nella Série B brasiliana,^[49] svolgendo il doppio ruolo di dirigente-giocatore. Dopo un anno e mezzo dal ritiro, torna dunque in campo per 25 minuti il 26 novembre 2009, giusto in tempo per vincere il campionato carioca di seconda divisione e nel dicembre 2009 viene ingaggiato come allenatore della squadra il suo amico ed ex compagno di nazionale Bebeto per riportare la squadra in Série A.

Nel 2009 termina la propria carriera da calciatore con 687 reti in 888 presenze con i club;^[26][40][45] tuttavia nell'aprile 2024, a 58 anni, torna a giocare nell'America-RJ, squadra di cui era stato nominato presidente nel gennaio dello stesso anno.^[50]

Vanta uno score di 11 reti in altrettante gare con il Brasile U-20, mentre con la selezione olimpica ha preso parte al torneo di calcio alle olimpiadi del 1988, arrivando secondo (sconfitto in finale dall'Unione Sovietica) ma vincendo il titolo di miglior realizzatore del torneo con 7 reti.

Con la nazionale maggiore Romário conta 55 gol in 70 partite.^[15] Disputò, senza segnare, il campionato del mondo del 1990 in Italia, in cui il Brasile fu eliminato agli ottavi di finale. Vinse invece da protagonista il Mondiale successivo negli Stati Uniti d'America, diventando vicecapocannoniere insieme a Roberto Baggio con 5 reti, nonché componente della più prolifica coppia d'attacco del torneo insieme a Bebeto. Il bomber fu inoltre eletto miglior giocatore della rassegna iridata e tra i calciatori andati a segno dal dischetto nella serie dei tiri di rigore della finale di Pasadena contro l'Italia^[36].

Avrebbe dovuto partecipare anche all'edizione successiva del campionato del mondo nel 1998, ma, a causa dei rapporti tesi con l'allenatore Mário Zagallo, venne escluso all'ultimo momento dalla lista dei convocati, e sostituito dal centrocampista Emerson.^[51]

Ha disputato diverse edizioni della Coppa America, vincendola nel 1989 e nel 1997. Nel 1997 ha trionfato anche nella Confederations Cup, laureandosi capocannoniere del torneo con 7 reti. Dopo la mancata convocazione per il campionato del mondo 1998, Romário partecipò tra il 1999 ed il 2000 a diverse partite di qualificazione per il campionato del mondo del 2002, risultando decisivo per la qualificazione dei suoi^[51]: il Brasile ebbe strada difficile nel qualificarsi, cambiando ben due volte il commissario tecnico, fino all'arrivo, ad inizio 2001, del CT Luiz Felipe Scolari, che escluse definitivamente Romário dalla lista ufficiale dei convocati della Seleção. Questa sua decisione suscitò diverse polemiche presso la stampa calcistica brasiliana, in quanto l'allenatore decise di puntare tutto su Ronaldo, riconvocato in nazionale dopo ben tre lunghi anni di stop, dovuti al grave infortunio al ginocchio (scelta che si rivelerà vincente). Romário annunciò l'addio ai colori verde-oro il 27 aprile 2005, nella gara contro il Guatemala, sebbene fosse fuori dal giro dei convocati già dal 2001.