C'est auréolé du statut de meilleur gardien de Serie B avec Plaisance que Flavio Roma débarque à l'AS Monaco à l'été 2001. Adopté sans tarder, il s'impose alors comme une évidence au poste de gardien de but. Deux ans après son arrivée, le natif de Rome soulève la Coupe de la Ligue en 2003, aux côtés de Sébastien Squillaci et consorts. La saison suivante, le dernier rempart fait partie de l'inoubliable épopée en Ligue des Champions qui verra l'AS Monaco se hisser jusqu'en finale. Après plus de 200 apparitions sous le maillot frappé de la Diagonale, Flavio Roma s'engage en faveur du Milan AC à l'été 2009. Mais l'histoire d'amour n'est pas terminée et le portier signe son retour au Club en 2012 en tant que doublure de Danijel Subasic, termine champion de Ligue 2 et permet à l'AS Monaco de retrouver sa place en Ligue 1. Flavio Roma met finalement un terme à sa carrière professionnelle le 17 mai 2014 en disputant un dernier match contre les Girondins de Bordeaux (1-1).