С 2009-го по 2010 год работал главным специалистом, начальником отдела европейской интеграции в Министерстве охраны окружающей природной среды.

Работал национальным консультантом в проектах Программы развития ООН (2013, 2015), юристом, проектным менеджером, исполняющим обязанности директора в Команде поддержки реформ при Минприроды (с 2017 года). Шахматенко в КПР занимался реформой экологического контроля, в частности был соавтором законопроекта "О государственной природоохранной службе".

Занимался вопросами: реформы Государственной экологической инспекции, законопроектом № 3091 "Об экоконтроле", вопросами загрязнения воздуха, водоемов и улучшения природоохранного законодательства.

Вскоре после вступления в должность министра Руслана Стрельца 13 мая 2022 года Кабинет министров Украины уволил Романа Шахматенко вместе с двумя другими заместителями.

В настоящее время – руководитель портфолио проектов по защите окружающей среды и энергетике ПРООН в Украине.