Det bekräftar båda klubbarna på sociala medier.
Förra säsongen var han utlånad till Inter som var intresserade att köpa loss honom, men drog sig ur när Lukaku började visa intresse för en flytt till Juventus.
Det sprack också – nu blir det Roma där han återförenas med tränaren Jose Mourinho.
Chelsea värvade den nu 30-årige Lukaku för över en miljard kronor 2021, men han kom snabbt på kant med dåvarande Chelseatränaren Thomas Tuchel och det blev bara en säsong med spel i Londonklubben. Hans kontrakt med Chelsea löper ut 2026.
Romelu Lukaku är det belgiska landslagets meste målskytt i historien med 75 gjorda mål.
Han gjorde alla tre målen i 3–0-segern i EM-kvalpremiären mot Sverige på Friends arena i mars. Nationerna möts på nytt i Belgien i oktober.