En 2002, Rómulo Sánchez signe à l'âge de 17 ans son premier contrat avec les Dodgers de Los Angeles. Après avoir brièvement évolué en ligue mineure dans l'organisation des Dodgers, il est libéré de son contrat en 2004 et signe peu après avec les Pirates de Pittsburgh.
Sanchez est promu dans les majeures en 2007 et effectue le de cette année-là sa première sortie pour les Pirates, dans un match contre les Astros de Houston. Sa première décision dans les grandes ligues est une victoire, le contre Houston. Il complète l'année avec une fiche de 1-0 et une moyenne de points mérités de 5,00 en 16 sorties pour Pittsburgh.
En 2008, il effectue 10 sorties avec les Pirates, sans être impliqué dans une décision. Il affiche une moyenne de 4,05 avec un sauvetage, son premier dans les majeures réussi le 1er juillet à Cincinnati. Sanchez porte le dossard numéro 58 durant son séjour à Pittsburgh.
