Роман Клейн родился в многодетной купеческой семье. Он был пятым из семи детей московского коммерсанта Ивана Клейна. Дом был большим и гостеприимным - в нем постоянно бывали литераторы, музыканты, художники. Личность мальчика формировалась в творческой и культурно-образованной среде. Он рано проявил склонности к рисованию и музыке, а покровительство и дружба известного архитектора Вивьена сыграли определяющую роль в выборе профессии.
В 1879 году Роман Клейн окончил Московское училище живописи, ваяния и зодчества, в 1882 году - Императорскую Академию Художеств со званием классный художник-архитектор 3-й степени. Затем Клейн стажировался в Италии, изучал европейскую архитектуру, художественные музеи и памятники. Он начал свою практическую работу в качестве помощника архитектора во время сооружения в Москве Исторического музея. Одна из первых самостоятельных построек Клейна - Средние торговые ряды на Красной Площади, стилизация под древнерусское зодчество. Их сооружение на месте, прежде занятом множеством мелких ветхих лавок и складов, явилось ярким событием того времени.
Если мысленно собрать на одной территории все здания, построенные в Москве Клейном, то получится целый маленький город со своим центром. Клейн остался в революционной России и был достаточно востребован новыми властями, но не дожил до строительного подъёма середины 1920-х годов.
С 1918 года и до конца дней он работал штатным архитектором Пушкинского музея в Москве, служил в правлениях Казанской и Северной железных дорог, возглавлял кафедру МВТУ. Последние четыре месяца жизни руководил проектным бюро Наркомпроса.
Умер Роман Иванович Клейн 3 мая 1924 года в Москве, где и был похоронен на Введенском кладбище. Всего архитектор построил в Москве более 60 крупных зданий, все его проекты показать сложно, вот только 16 из них.
1. Неоклассический особняк по адресу Воздвиженка, 14 был построен в 1886-1888 годах архитектором Р.И. Клейном для известной московской общественной деятельницы, предпринимательницы и меценатки, владелицы Тверской мануфактуры и представительницы двух знаменитых купеческих родов, Варвары Алексеевны Морозовой. Этот особняк стал одной из первых самостоятельных работ Р.И. Клейна, тогда еще начинающего архитектора.
2. В 1887 году участок по нынешнему адресу Олсуфьевский переулок, 6 приобрёл Роман Клейн. Здесь тогда находились деревянный дом и несколько дворовых построек. В 1889 году зодчий несколько видоизменяет это здание, а в 1896 году надстраивает вторым этажом и размещает там чертёжную мастерскую и личную библиотеку.
С этого времени все последующие архитектурные проекты Клейна создавались именно в этих стенах. В этот дом приходил Иван Владимирович Цветаев - инициатор создания и первый директор Музея изящных искусств, над проектом которого здесь и трудился Роман Иванович.
3. Дом № 3 по Вспольному переулку - особняк А.В. Эджубова, построен в 1889 году. В этом очень скромном одноэтажном особняке узнаются черты эклектичного стиля Клейна.
4. Экзотическое здание в китайском стиле, известное как "Чайный дом", обновлялось архитектором Карлом Гиппиусом под руководством Роберта Клейна. Фасад украшен лепными изображениями китайских животных и других исторических символов, стилизованных под китайские иероглифы с надписями, а на крыше установлена башенка в виде двухъярусной китайской пагоды.
5. По проекту архитектора Р.И. Клейна в центре Москвы в 1889-1893 годах были построены Средние торговые ряды. Они являлись частью архитектурного ансамбля вместе с Верхними торговыми рядами. Западным фасадом выходят на Красную площадь. В настоящее время комплекс зданий находится на реконструкции.
6. В 1893 году на средства П.Г. Шелапутина был заложен Гинекологический институт. Архитектором института стал Р.И. Клейн. Здание заняло угол Большой Пироговской улицы и Олсуфьевского переулка. Оно имеет Г-образную форму. На Большую Пироговскую улицу здание Института выходит глубоким балконом, украшенным четырьмя легкими колоннами и ажурной оградой. Угол венчает стеклянный купол.
7. Здание около метро Красная Пресня было построено к 1895 году по инициативе профессора А.П. Богданова для бактериолого-агрономической станции ботанического сада Императорского общества акклиматизации животных и растений. Архитекторами здания считаются Р.И. Клейн и А.Э. Эрихсон. Финансировал постройку и исследования, проводимые станцией, владелец самой известной в дореволюционной России аптеки - магистр фармации, меценат и ученый В.К. Феррейн.
8. В 1898 году модный в то время архитектор Роман Клейн перестроил для семьи Депре старое здание на Петровке. Элегантный дом с элементами французской архитектуры был оборудован последними новшествами. На первом этаже располагался "Магазин иностранных вин и гаванских сигар, поставщика высочайшего двора К.Ф. Депре".
9. Четырехэтажное здание №19 на Кузнецком мосту в архитектурном мире известно как доходный дом c магазинами князя Андрея Гагарина, построенный в две очереди: сначала архитектором Виктором Косовым, потом - Клейном.
10. Дом чаепромышленников Высоцких по адресу Огородная слобода, 6 построен в 1900 году по проекту Клейна. Талантливый стилизатор Р.И. Клейн сумел совместить в этом доме элементы средневекового замка и дворца эпохи Возрождения.
11. Здание в стиле неоготики с элементами модерна, в котором сейчас находится ЦУМ, в настоящем его виде было построено в 1908 году по проекту архитектора Романа Клейна для компании "Мюр и Мерилиз".
12. В конце 1896 года основателем музея - профессором кафедры теории и истории искусства Иваном Владимировичем Цветаевым, были разработаны условия конкурса на архитектурный проект Музея изящных искусств при Императорском Московском университете. Правление университета, по условиям конкурса, имело право выбрать для строительства любой проект и пригласить архитектора по собственному усмотрению. Избран был сравнительно молодой, но известный московский архитектор Роман Иванович Клейн. В сооружении здания с 1898 года участвовал инженер Иван Иванович Рерберг.
Клейн вырабатывал окончательный проект, отвечавший требованиям Правления и Комитета по устройству Музея.
Проект Клейна основывался на классических античных храмах на высоком подиуме с ионической колоннадой по фасаду. За строительство Музея изящных искусств Клейн был удостоен звания академика (1907 год).
13. Заметной работой Клейна является перестройка старинного здания на Ильинке, дом 12, по заказу Серпуховского городского общества. В основе постройки лежит дом купца Хрящева, воздвигнутый по проекту известного архитектора Матвея Казакова в 1778 году.
Клейн преобразил фасад, внеся туда ряд изменений. Композиционным центром дома стали три крупных арочных окна второго и третьего этажей.
14. В 1899-1902 годах всё тот же Роман Клейн построил для "Товарищества К. Ф. Депре" большой доходный дом с фирменным магазином и большими подвалами на Петровском бульваре.
15. В 1906 году Клейн построил особняк для предпринимателя Ивана Некрасова.
Дом возведен в лучших традициях английской неоготики, черты которой отражены в орнаменте верхнего эркера, сводах парадной лестницы и других элементах.
16. В 1912 году богатый меховщик А.П. Гуськов заказал Р.И. Клейну проект нового для начала XX века типа здания - кинотеатра под названием "Колизей".
В соответствии с названием он был построен с использованием элементов античной архитектуры. Очень удачна колоннада, ограждающая входную площадку. В настоящее время заканчивается реставрация здания.