Академик НАН Украины (1988), заслуженный деятель науки и техники Украины (1991), дважды лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники (1995, 2004).

В. Д. Романенко работал старшим научным сотрудником Института физиологии им. А. А. Богомольца, заместителем главного ученого секретаря Президиума Академии наук Украины. С 1972 г. – заведующий отделом экологической физиологии водных животных Института гидробиологии НАН Украины, а с 1980 года – директор этого же института.

Ученый в области гидробиологии пресных вод, автор более 300 научных работ в том числе 12 монографий и учебника “Основы гидроэкологии” для студентов экологических и биологических специальностей высших учебных заведений. Основные работы посвящены физиолого-биохимическим механизмам адаптации гидробионтов к тепловым, солевых и ионных факторов водной среды и разработке концептуальных подходов экологической оценки и прогнозирования изменений водных экосистем при антропогенном воздействии.

Научно-организационную работу совмещает с педагогической деятельностью. Президент гидроэкологические общества Украины, главный редактор международного “Гидробиологического журнала”, член редколлегий научных журналов “Морской экологический журнал”, “Химия и технология воды”, “Экология моря”.

Избирался народным депутатом и членом Верховного Совета СССР, заместителем председателя комитета по вопросам экологии и рационального использования природных ресурсов Верховного Совета СССР (1989).

В. Д. Романенко дважды удостоен Государственной премии Украины в области науки и техники: в 1995 г. вместе с коллегами за разработку основ и подходов к экологической оценки влияния крупномасштабного гидротехнического строительства на водные объекты, их биопродуктивность и качество воды; в 2004 г … как автор учебника для вузов “Основы гидроэкологии”. Исследования в области раскрытия механизмов адаптации водных организмов к абиотическим факторам отмечены премией НАН Украины им. В. Я. Юрьева (1984), а цикл работ “Экологические основы биотехнологий воспроизводства рыб и беспозвоночных в аквакультуре” – премией НАН Украины им. И. И. Шмальгаузена (2002).