В 1991 году поступил в Санкт-Петербургский гуманитарный университет на факультет режиссуры. Обучался в мастерской профессора Зиновия Яковлевича Корогодского.
В студенческие годы исполнил более двадцати эпизодических и пятнадцати главных ролей в классических и современных постановках. В 1998 году окончил Санкт-Петербургский гуманитарный университет.
Роман Жилкин несколько раз становился лауреатом международных и отечественных театральных фестивалей. Работал на одной сцене с такими звёздами российской театральной сцены, как Валерий Михайловский, Юрий Хочинский, Ирина Соколова, Фарух Рузиматов, Антонина Шуранова, Сергей Бехтерев и Диана Вишнева.
Дебют Роман Жилкина в кино состоялся в 1997 году. Артист сыграл роль танкиста Игоря Григоращенко в военном боевике Александра Невзорова «Чистилище». Лента стала настоящим событием в отечественном кинематографе, вызвав бурю неоднозначных отзывов как со стороны обычных зрителей, так и со стороны кинокритиков. В съёмках ленты также приняли участие Виктор Степанов, Дмитрий Нагиев и Сергей Рост.
В 1997 году артист снялся в телесериале «Улицы разбитых фонарей». В 1999 году на экраны вышли два многосерийных фильма с участием Романа Жилкина: детективный сериал «Улицы разбитых фонарей 2» и криминальный боевик «Охота на Золушку».
Затем фильмография Романа Жилкина пополнилась такими сериалами, как: «Убойная сила», «Агент национальной безопасности 3», «Чёрный ворон», «По имени Барон», «Нож в облаках», «Бандитский Петербург 4: Арестант», «На вираже», «Линии судьбы», «Легенда о Тампуке», «Янтарный барон», «Морские дьяволы», «Личное дело капитана Рюмина», «Тульский Токарев» и «Боец 2: Рождение легенды».
Несмотря на то, что Роман Жилкин зарекомендовал себя как сериальный актёр, он принимает участие и в полнометражных фильмах. Среди самых известных киноработ Романа роли в фильмах «Белый город», «Сёстры», «Кроткая», «Золотой век» и «Только вперёд».
