Née le 14 août 1973 à Pont-Sainte-Maxence, dans l'Oise, Romane Bohringer est la fille de l'acteur Richard Bohringer, sur les plateaux duquel elle grandit dès l'enfance. Elle débute au cinéma dès treize ans dans Kamikaze de Didier Grousset, avant que Peter Brook ne lui offre le rôle de Miranda dans une adaptation de La Tempête de Shakespeare, révélation qui la décide à devenir comédienne. En 1992, elle remporte le César du meilleur espoir féminin pour Les Nuits fauves de Cyril Collard. Après une longue carrière d'actrice partagée entre cinéma, télévision et théâtre, elle passe à la réalisation en 2018 avec L'Amour flou, comédie coécrite et coréalisée avec Philippe Rebbot, son ex-compagnon et père de ses deux enfants, inspirée de leur propre séparation tout en continuant de vivre sous le même toit ; le film remporte le prix Louis-Delluc du meilleur premier film et le César du meilleur premier film en 2019, avant d'être prolongé par une série du même nom en 2021. En 2025, elle réalise en solo son second long métrage, Dites-lui que je l'aime, dans lequel elle joue également.
Son cinéma de réalisatrice privilégie un ton feel good empreint d'humour et de recul, puisant directement dans l'expérience personnelle pour aborder des situations amoureuses ou familiales non conventionnelles.
L'Amour flou a remporté le prix Louis-Delluc du meilleur premier film en 2018 et le César du meilleur premier film en 2019, ainsi que le prix du public au Festival du film francophone d'Angoulême.
Elle a coécrit et coréalisé son premier long métrage, L'Amour flou, ainsi que sa série dérivée, avec Philippe Rebbot, son ex-compagnon et partenaire créatif de longue date.
Son œuvre de réalisatrice explore les formes non conventionnelles de la famille et du couple, avec une tendresse et un humour nourris par sa propre expérience de vie.