V roku 1999, román bol prvý profesionálny tím pre neho - "Dynamo" z Stavropol, v roku 2000 bol prevezený do Volgograd "Rotor". Tam Pavlyuchenko získali skúsenosti a po troch sezónach "Rotor" a niekoľko hier pre dorastu v Rusku mali možnosť ísť na legendárny Moskve "Spartak". Stalo sa to 08.10.2002 - to je, keď útočník podpísal kontakt s tímom po dobu piatich rokov. Aj napriek neúspechu "Spartakus", v sezóne, Roman ukázal, sa celkom dobre, za ktorú dostal výzvu k národnému tímu Ruska.
2006 Pavlyuchenko sa stáva celkom úspešný. Získal titul najlepšieho strelca majstrovstiev republiky, a v auguste sa stal otcom krásnej dcéry Christina. Budúci rok kariéra Roman bol jeden z najlepších. Znovu sa stal najlepším strelcom Premier League a v kvalifikačnom zápase o Euro 2008 víťazstvo pripísal dva góly k Britom.
V roku 2008, útočník strelil svoj stý gól, oni sa začali zaujímať svetoznámych kluboch, a v auguste sa stal členom tímu v Londýne "Spurs", a to ako získal titul najdrahšieho futbalistu v Rusku. Anglický tím, strávil štyri roky, ktorý mal momenty vzostupy a pády. V februári 2012 Roman kúpil Moscow "lokomotíva".
Účasť na Euro 2012, Rusko útočník ukázal sám dosť slabé. Nemal vždy dostať do základnej zostavy, strelil len jeden kvalifikačný zápas proti Arménsku, strelil tri góly. Prvý zápas sa konal v Rusku s českým tímom, ktorý Pavlyuchenko bol prepustený na poli len 73 minút. Bola to jediná hra, kde útočník z pomoci na Alan Dzagojev ao tri minúty neskôr udrel do brány nepriateľa. Zostávajúce zápasy národného tímu v tomto turnaji sa nelíšil aktivity Pavlyuchenko.