Romagnoli fue formado la cantera de la A. S. Roma, fue sorpresivamente incluido en el primer equipo para la temporada 2012-13 por el técnico Zdeněk Zeman, siendo tenido en cuenta como reserva en algunos partidos de la liga.
Hizo su debut el 11 de diciembre de 2012 en un partido contra el Atalanta, jugando el partido completo como inicialista.
[2] Luego de su debut en la Serie A, doce días después jugó los minutos finales del partido contra el Milan.
[4] En la temporada 2018-19 fue nombrado el capitán del equipo.
[5] El 12 de julio de 2022 fichó por la S. S. Lazio para las siguientes cinco temporadas.