Roman Anatoljevitsj Pavljoetsjenko (Russisch: Роман Анатольевич Павлюченко) (Stavropol, 15 december 1981) is een Russisch profvoetballer die doorgaans als centrumspits speelt. In 2003 debuteerde hij in het Russisch voetbalelftal, waarvoor hij meer dan veertig interlands speelde.
Pavljoetsjenko debuteerde in 1999 bij Dinamo Stavropol. In 2000 vertrok hij naar Rotor Volgograd waar hij drie jaar bleef en in 65 wedstrijden veertien keer scoorde. In 2003 ging hij naar Spartak Moskou, waarvoor hij 5,5 seizoenen voetbalde. Pavljoetsjenko scoorde er elk (heel) seizoen tien goals of meer. Hij tekende op 1 september 2008 een vijfjarig contract bij Tottenham Hotspur, dat £ 14.000.000,- voor hem betaalde aan Spartak Moskou. Hier moest hij de naar Manchester United vertrokken Dimitar Berbatov opvolgen. In 3,5 jaar bij Tottenham maakte Pavljoetsjenko geen enkel seizoen tien of meer doelpunten. Daarop keerde hij in 2012 terug naar Rusland om daar voor Lokomotiv Moskou te gaan spelen. In juli 2015 tekende hij een contract voor één seizoen bij Koeban Krasnodar, waar hij werd herenigd met Andrej Arsjavin, met wie hij jaren samenspeelde in het Russisch voetbalelftal. Een jaar later vertrok hij transfervrij naar Oeral. In 2017 ging hij voor tweede divisieclub Ararat Moskou spelen. Op 17 november 2017 werd zijn contract ontbonden. Op 31 augustus 2018 ging hij op het vierde niveau voor FK Znamya Noginsk spelen.