L'occupation des coteaux de Saint-Romain, en bordure d'estuaire, remonte au moins au Néolithique puis à l'ère gallo-romaine, époques d'occupation du site des Rivades, au nord du bourg. La présence de sarcophages du Haut Moyen Âge (8e ou 9e siècle) atteste aussi d'une occupation humaine sur le site du bourg à cette période. C'est aussi à cette époque que se situe le récit de la fondation légendaire de Saint-Romain et de son église par Charlemagne. Selon un manuscrit du 12e siècle - l'Historia Karoli Magni et Rotholandi ou Chronique de Turpin - qui reprend les événements de la Chanson de Roland, Charlemagne, de retour d'Espagne, ordonna la construction d'une "chapele de Saint Roman au pui de Beaumont" pour y ensevelir ses compagnons morts au combat. L'on sait ensuite peu de choses de la paroisse de Saint-Romain, appelée Saint-Romain-de-Beaumont, et vraisemblablement disputée entre les seigneuries voisines, notamment Cônac, Saint-Fort et Mortagne. En 1548, Nicolas de Beaumont, ancien vicaire général de l'évêché de Saintes, est titulaire du petit prieuré de Saint-Romain. En 1685, la paroisse compte 32 feux (142 habitants), 28 feux en 1720 (environ 120 habitants), et 108 habitants en 1790. Le nombre d'habitants atteint son maximum en 1831 (156 habitants).
Bénéficiant du lent retrait de la mer et de l'envasement côtier, les paysans de Saint-Romain ont investi les marais dès le Moyen Âge, notamment pour l'élevage, la pêche et la chasse. Mentionné au 19e siècle, un acte de 1457 serait intervenu entre eux pour fixer les règles de cette exploitation, en particulier celles de la vaine pâture. Limitrophe avec la paroisse de Saint-Fort, un port, encore appelé "Port-Neuf" dans la toponymie actuelle, en bordure d'estuaire, aurait contribué à cette activité économique. Les marais de Saint-Romain ne bénéficient pourtant d'aucun aménagement jusqu'à la fin du 20e siècle. Ils apparaissent sur le plan cadastral établi en 1832 : plusieurs chenaux les traversent, notamment celui de Port-Neuf, à la limite sud de la commune, et ils sont ponctués de rares granges ou bergeries. En 1856, le conseil municipal déplore l'enclavement de la commune "qui se trouve privée de tout chemin viable, enfoncée dans un marais, entourée de larges fossés qui ne permettent aux habitants de sortir sans être munis d'un long bâton pour les traverser, si ce n'est dans la belle saison". La commune réclame l'établissement d'une route reliant les ports de Mortagne et de Maubert à travers les marais, ce qui sera fait dans les décennies suivantes. Malgré tout, les marais de Saint-Romain profitent aux éleveurs et à leurs troupeaux, au point que des éleveurs du Médoc traversent l'estuaire pour y amener leurs bêtes. Cette intrusion est telle qu'en 1880, le conseil municipal fait défense à toute personne ne possédant pas de terrain dans la commune, d'y envoyer paître des bestiaux.
Dans le même temps, la commune profite, comme toute la région, de la prospérité viticole du milieu du 19e siècle. Après un recul dans les années 1830-1840, le nombre d'habitants augmente de nouveau et atteint 150 habitants en 1861. La plupart des maisons et des logis de fermes sont reconstruits à cette époque. Certains deviennent de belles demeures de style saintongeais. Pour répondre au besoin d'une population toujours plus nombreuse, la municipalité fait construire une mairie-école en 1866, et aménagé une nouvelle mairie en 1887. La crise du phylloxéra marque un coup d'arrêt à cette expansion en ruinant les petits viticulteurs de la commune. Quant aux marais, ils sont régulièrement menacés, soit par les tempêtes et les intrusions de la mer (c'est ce que constate le conseil municipal en 1881), soit par l'envasement accéléré des rives de l'estuaire. Apparu au large vers 1910, le banc de sable de Saint-Seurin est rattaché à la rive en 1935, après colmatage du chenal qui l'en séparait.
L'électrification de la commune commence en 1928, par prolongation du circuit d'alimentation de Saint-Fort - en cours de réalisation - à partir du transformateur de Civrac. Une concession est signée à cette date puis renouvelée en 1937 avec la Société charentaise de distribution électrique. En cette première moitié du 20e siècle, le nombre d'habitants ne cesse de diminuer, passant à 91 en 1901, 77 en 1926. À partir des années 1950-1970, ce nombre se stabilise entre 50 et 60 (50 au dernier recensement de 2006). Entre-temps, en 1956, la commune a changé son nom de Saint-Romain-de-Beaumont en Saint-Romain-sur-Gironde, pour faire cesser la confusion avec la commune de Saint-Romain-de-Benet.
Parallèlement, l'envasement des marais s'est poursuivi : au final, entre 1850 et 1980, au niveau de Saint-Romain, le marais a gagné plus d'un kilomètre sur l'estuaire. Entre 1964 et 1968, une opération de remembrement et d'assainissement est effectuée (l'ancien parcellaire est encore visible par endroits, et selon la saison, depuis la hauteur du terrier de Beaumont). Au début des années 1970, une violente polémique agite la commune et ses voisines au sujet d'un projet d'endiguement des marais du domaine public, situés immédiatement en bord d'estuaire, et nouvellement gagnés sur la mer. Les digues mises en cause par les riverains sont détruites en 1980. Un nouvel endiguement est pratiqué à partir du milieu des années 1980, puis à la suite de la tempête de décembre 1999, cette fois plus en retrait, entre les marais assainis et les "conches".