W roku 1990 został nuncjuszem w Kolumbii, w roku 1999 został przeniesiony na placówkę dyplomatyczną w Kanadzie, gdzie pełnił funkcję nuncjusza w latach 1999–2001. W roku 2001 papież Jan Paweł II mianował go nuncjuszem apostolskim we Włoszech i San Marino. Pełnił tę funkcję do 2006.
19 grudnia 2006 Benedykt XVI mianował go arcybiskupem Palermo[1]. Zastąpił na tym stanowisku odchodzącego na emeryturę kard. Salvatore De Giorgi. 20 października 2010 papież ogłosił, iż Romeo znajduje się wśród nowych kardynałów, których oficjalna kreacja nastąpiła na konsystorzu w dniu 20 listopada[2].
Brał udział w konklawe 2013, które wybrało papieża Franciszka. 27 października 2015 papież Franciszek przyjął jego rezygnację z pełnionego urzędu złożoną ze względu na wiek[3]. 20 lutego 2018 w związku z ukończeniem 80 lat kardynał Romeo utracił prawo udziału w konklawe.
