College karriere
Tony Romo var en god spiller for Eastern Illinois University, hvor han i år d. 17. oktober blev indlemmet i universitetets Hall of Fame, mens man også trak hans nummer 17 tilbage, hvilket var første gang, skolen nogensinde gjorde det.
Igennem sine tre år som quarterback kastede han 85 touchdowns, hvilket er det højeste antal nogensinde på Eastern Illinois University, mens hans 8.212 yards er næstflest i skolens historie. Hans 584 completions og 941 kasteforsøg er ligeledes næsthøjest. Som senior på college satte han skolerekord for flest completions og kasteforsøg på en sæson med 258 completions på 407 forsøg, mens hans 3.418 yards det år er tredjeflest yards i skolens historie på en enkelt sæson. Samlet set i sit senior-år fik Romo 3.149 yards, hvilket også er tredjemest nogensinde.
Den 19. december 2002 modtog Romo prisen ”Walter Payton Award”, der hvert år gives til den bedste spiller på NCAA Division 1-AA-niveau. Det var første gang nogensinde, at prisen blev givet til en spiller fra Eastern Illinois- og Ohio Valley-konferencen.
NFL karriere
Dallas Cowboys (2003-nu)
Tony Romo skrev kontrakt med Dallas Cowboys efter draften, hvor han altså ikke blev valgt af nogle hold gennem de syv runder. Tony Romo måtte dog vente helt hen til år 2005, før han blev forfremmet til andetvalg bag Drew Bledsoe, der var blevet hentet til.
2006-sæsonen blev Tony Romos gennembrudssæson i NFL, da han overtog tøjlerne fra Drew Bledsoe permanent den 23. oktober, hvor headcoach Bill Parcells sendte ham på banen fra anden halvlegs start i kampen mod divisionsrivalerne, New York Giants. Tony Romo sluttede sæsonen med ti startede kampe i regular season, hvor han completede 220 ud af 337 kast (65,3%) for 2.903 yards, 19 touchdowns og 13 interceptions, hvilket var nok til at give ham en plads på NFC’s Pro Bowl-hold.
Tony Romo sluttede 2006-sæsonen på værst tænkelige måde, da han og Cowboys mødte Seattle Seahawks i NFC Wildcard-runden i slutspillet. Cowboys var med 1:19 tilbage af kampen bagud med 21-20, da man forsøgte sig med et 19 yard field goal. Tony Romo fumblede snappet, og da han formåede ikke at løbe bolden ind selv, måtte Cowboys se sig ude af kampen om en plads i Super Bowl.
2007 blev en sæson, hvor Tony Romo slog flere Cowboys-rekorder, mens han for andet år i træk sluttede sæsonen af med en tur til Hawaii. Den 29. november i en kamp mod Green Bay Packers fik han rekorden som den Cowboys-quarterback, der kastede for flest touchdowns i en enkel sæson, da han med sine fire touchdowns i den kamp nåede op på 33, hvilket var fire bedre end Danny Whites rekord fra 1983. Tony Romo sluttede sæsonen af med 335 completede kast på 520 forsøg (64,4%) for 4.211 yards med 36 touchdowns og 19 interceptions. De 4.211 yards, 335 completions og 36 touchdowns er alle Cowboys-rekorder. Sæsonen i 2007 sluttede i Division Playoffs, hvor Dallas Cowboys blev slået af New York Giants. Under sæsonen fik han desuden en ny kontrakt, som gælder frem til 2013.
Sæsonen i 2008 vil nok være glemt for mange Cowboys-fans, da man ikke opnåede slutspillet på grund af et pinligt stort nederlag til Philadelphia Eagles i den allersidste kamp på 44-6, hvor man med en sejr kunne have sikret sig et wildcard. Tony Romo spillede 13 kampe i sæsonen på grund af en brækket lillefinger, der satte ham ud af spillet i tre kampe. Statistisk set var det også den dårligste sæson for ham som starter for Cowboys, da han completede 276 kast på 450 forsøg (61,3%) med 26 touchdowns og 14 interceptions og en passer rating på 91,4.
Tony Romo oplevede i 2009 sin bedste sæson som Cowboys' quarterback, da holdet igen vandt NFC East med en record på 11-5. Sejren i NFC East blev sikret i allersidste kamp, hvor man fik revanche mod Philadelphia Eagles med en 24-0-sejr. Ugen efter var det igen Eagles, der var modstanderen i slutspillet, og her tog Cowboys sejren for tredje gang i sæsonen, og man fik derfor vundet sin første slutspilskamp i flere år. Ugen efter røg Romo og resten af holdet dog ud til Minnesota Vikings, der overbevisende vandt med 34-3.
Romo ramte i sæsonen på 63,1% af sine kast for 4,483 yards med 26 touchdowns og ni interceptions, hvilket var første gang, at han kastede under 10 interceptions på en sæson. De 4,483 yards var også en ny personlig bedste for Romo, der blev udtaget til sin tredje Pro Bowl.
Hverken Dallas Cowboys eller Tony Romo havde stor succes i 2010. Cowboys gik 6-10, mens Tony Romo efter en håndfuld kampe endte med at brække kravebenet. Dermed var han færdig for resten af sæsonen. Romo nåede at kaste for 1,605 yards, 11 touchdowns og syv interceptions i de seks kampe han nåede at starte.