Il débute l’apprentissage de la musique avec le piano, puis étudie le chant, la direction, la musicologie, la théorie musicale (solfège, harmonie, contrepoint, analyse …) et la musique ancienne. Parmi ses professeurs, citons Michel-Marc Gervais, Celso Antunes (direction de choeur), Laurent Gay (direction d’orchestre), Lorris Sevhonkian (piano) et Frédéric Gindraux (chant).
En tant que chanteur, il a l’occasion de travailler avec plusieurs ensembles prestigieux de Suisse, sous la direction de chefs tels que Michel Corboz, Frieder Bernius, Christian Zacharias, Laurent Gendre, Marek Janowski, Johannes Rahe, Andras Farkas et Gabriel Garrido. Il se produit également comme soliste d’oratorio avec divers choeurs de Lausanne et de Genève et fait ses débuts à l’opéra dans le rôle de Barbe-Bleue (Douce et Barbe-Bleue d’Isabelle Aboulker).
Comme chef, il dirige deux choeurs populaires dans le canton de Vaud, ainsi que deux ensembles qu’il a fondés : l’ensemble vocal Arion, spécialisé dans la musique ancienne, et le Choeur Post-Scriptum qui explore plutôt le répertoire des XXe et XXIe siècles. Il est également chef assistant au Choeur Suisse des Jeunes et chef invité au Festival de Musique des Haudères.
En 2007, Romain Mayor reçoit le prix Fritz Bach de la Fondation Crescendo.





