Od 1862 był zaangażowany w działalność konspiracyjną. Dowodził oddziałem młodzieży lwowskiej (około 30 osób), przeważnie rzemieślniczej i gimnazjalnej, który wymaszerował w kierunku granicy 2 lutego 1863, aby wziąć udział w powstaniu styczniowym. Złapano ich pod Artasowem, osadzono w więzieniu karmelitańskim we Lwowie. Romanowskiego uwolniono 4 marca, ale kilka dni później powtórnie wyruszył do powstania. Dołączył do oddziału powstańczego pod dowództwem Marcina Borelowskiego „Lelewela”, sformowanego w Medyce, otrzymał stopień kapitana i został adiutantem dowódcy. Granicę przekroczyli w okolicy Tarnogrodu. Wraz z oddziałem działał na terenie południowej Lubelszczyzny, głównie powiatu biłgorajskiego.
16 kwietnia w rejonie Borowych Młynów 300-osobowy oddział „Lelewela” został zaatakowany przez siły rosyjskie pod dowództwem mjr. Iwana Sternberga (dwie i pół roty piechoty, szwadron ułanów, pół sotni kozaków i jedno działo) i stawił dzielny opór, kilkakrotnie odrzucając Rosjan uderzeniem na bagnety. Następnego dnia doszło do kolejnego boju między Łukową a Zamchem, w wyniku którego Rosjanie wycofali się w kierunku Biłgoraja. mały|Pomnik upamiętniający Mieczysława Romanowskiego 24 kwietnia 1863 oddział „Lelewela” został zaskoczony przez wojska rosyjskie podczas odpoczynku pod Józefowem. Po pierwszej salwie przeciwnika, kpt.