Романек родился в Чикаго, Иллинойс. В 1968 году (и позже, повторный релиз в 1973 году) он посмотрел Космическую одиссею 2001 Стэнли Кубрика, когда ему было 9 лет, этот фильм вдохновил его стать режиссёром. Вначале Романек экспериментировал с плёнками 8 супер и 16 мм, пока посещал New Trier High School, прогрессивную среднюю школу к северу от Чикаго с четырёхлетней программой практики и теории кинопроизводства. После New Trier High School он поступил в Ithaca College в Итаке и закончил при нём Отделение коммуникаций Роя Г. Парка по специальности «кино и фотографии».
Романек был вторым ассистентом режиссёра Брайана Де Пальмы в работе над «Домашними фильмами», автобиографический фильм Де Пальмы, задуманный как задание для его студентов в Sarah Lawrence College (после съёмок «Ярости» он некоторое время был там преподавателем). На съёмках Романек познакомился с Кейтом Гордоном, игравшим альтер-эго Де Пальмы.
Гордон вспоминает, как Романек присоединился к съёмкам фильма:
Первый фильм Романека Static вышел в 1985. Сценарий он написал вместе с Кейтом Гордоном, который также снялся в главной роли человека, утверждавшего, что он создал телевизор, способный передавать прямое включение из рая. Также в фильме снялась Аманда Пламмер. Фильм стал в некоторой мере культовым в Лондоне, после чего Романек впервые снял видеоклип для британской нью вэйв группы The The (записавших саундтрек к фильму).
После нескольких лет написания сценариев Романек решил сосредоточиться на видеоклипах и стал работать в Satellite Films, отдел Дэвида Финчера в Propaganda Films — одной из компаний, специализирующейся на съёмках видеоклипов и рекламных роликов. Клипы, снятые Романеком, считаются одними из лучших. Он работал с самыми разными музыкантами самых разных жанров музыки, некоторые стали популярными благодаря его работам.
Одной из самых ранних и знаменитых его работ является клип «Closer» (1994) для Nine Inch Nails. Видео стало очень популярным, по большей части из-за множества противоречивых образов, тревожащих, демонических и иногда сумасшедших кадров. Романек вновь работал с Nine Inch Nails над их клипом The Perfect Drug в 1997.
Романек получил свою первую награду «Грэмми» — «Лучшее короткое музыкальное видео» (Best Short Form Music Video) — за клип «Scream» 1996 года, дуэта Майкла Джексона и Джанет Джексон. Видео стало самым дорогим в истории — на него было потрачено 7 миллионов долларов. Спустя два года Романек вновь получил «Грэмми» за клип Джанет Джексон «Got 'Til It's Gone.»
В 2002 году Романек снял видео «Cochise» для группы Audioslave, в котором группа выступает на фоне пиротехнических взрывов и фейерверков. Взрывы были настолько мощными и громкими, что местная полиция San Fernando Valley за ночь съёмок получила сотни звонков от жителей, боявшихся угрозы террористического нападения.
В том же 2002 году Романек снял видео на кавер-версию песни Hurt (Nine Inch Nails), исполненную Джонни Кэшем, которое многие критики и поклонники посчитали самым откровенным и личным видео когда-либо снятым. Эта песня о ненависти к себе, тщетности достижений, разбитых мечтах приобрела чрезвычайную остроту восприятия, ведь Кэш спел её ближе с концу своей жизни. Видео было номинировано на семь наград VMA, получив одну Best Cinematography, также за него Романек получил свою третью «Грэмми».
Многие видео, снятые Романеком, получили награды VMA «Are You Gonna Go My Way» (Ленни Кравиц), «Rain» (Мадонна), «Devil's Haircut» (Бек), «99 Problems» (Jay-Z), «Free Your Mind» (En Vogue), and «Criminal» (Фиона Эппл). В 1997 году Марк Романек стал первым режиссёром, получившим специальную награду VMA — Video Vanguard Award за вклад в развитие видео индустрии. Два его клипа были добавлены в коллекцию Музея современного искусства в Нью-Йорке: «Bedtime Story» Мадонны и «Closer» Nine Inch Nails.
В 2002 году Романек написал сценарий и снял свой второй художественный фильм «Фото за час» с Робином Уильямсом в роли Сая Перриша — одинокого пожилого начальника фотолаборатории, сильно привязавшегося к семье Йоркин, чьи фотографии он проявляет на протяжении многих лет. «Фото за час» стал умеренным хитом, фильм не помог Романеку обрести статус уважаемого кинорежиссёра. По слухам, студия Fox Searchlight заставила его сильно изменить фильм, но Романек опроверг это.
В 2005 году Романек должен был принять участие в экранизации книги A Cold Caseс Томом Хэнксом в главной роли, но на тот момент актёр предпочёл сняться в фильме «Полярный экспресс», поэтому проект был приостановлен и сейчас всё ещё находится в процессе подготовки к съёмкам. В декабре собирался стать режиссёром A Million Little Pieces — экранизации мемуаров писателя Джеймса Фрея, но содержание книги было поставлено под сомнение, поэтому стало неясно, будет ли снят фильм или нет.
Романек также снимал рекламные ролики для Apple Computer, Acura, Nike, Calvin Klein, American Express, ESPN, Saturn, Honda и Cirque du Soleil. В настоящее время он работает с компанией Anonymous Content. По слухам, сейчас Романек занят съёмками байопика о Марлоне Брандо по сценарию Эркана Баса. 8 февраля 2007 года он принял участие в съёмках римейка фильма «Человек-волк» с Энтони Хопкинсом и Бенисио дель Торо, который вышел на экраны весной 2009. Однако в феврале 2008 он покинул режиссёрское кресло вследствие творческих разногласий, его место занял Джо Джонстон, режиссёр "Джуманджи".