Nato ad Alès, Dumas ha iniziato con il karting nel 1992, nel 1996 ha partecipato al campionato francese di Formula Renault. Nel 1998, è entrato nel campionato francese di Formula 3.
Dal 2001 ha partecipato a tutte le 24 Ore di Le Mans e dal 2004 ha gareggiato nella American Le Mans Series. Era un pilota ufficiale della Porsche per la Penske Racing, e anche guidato nel campionato FIA GT.
Nel 2007 ha vinto con il primo posto assoluto nella 24 Ore del Nürburgring.
Dumas, insieme a Timo Bernhard e Mike Rockenfeller, ha vinto la 24 Ore di Le Mans del 2010 con una Audi R15 TDI plus.[1] Ha anche vinto la 24 Ore di Spa del 2010 con una Porsche 911 GT3 RSR.[2]
Nel 2014, Romain Dumas ha vinto il Pikes Peak International Hill Climb con il prototipo Norma M20 "RD Limited" sviluppato appositamente per l'evento.[3]
Dumas ha continuato come pilota Porsche LMP1 nel FIA WEC del 2016. Ha vinto la 6 Ore di Silverstone e la 24 Ore di Le Mans. Inoltre, ha ottenuto una seconda vittoria al Pikes Peak International Hill Climb con un prototipo Norma.
Nel 2017, ha vinto il Pikes Peak International Hill Climb per la terza volta, sempre con un prototipo Norma.
Nel 2018, Romain vinse nuovamente il Pikes Peak International Hill Climb, guidando un'auto elettrica, la Volkswagen ID R, e stabilendo il record di percorrenza del tracciato con un tempo di 7:57.148.[4]
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