רוני נומה התגייס לצה"ל בשנת 1985, והתנדב לחטיבת הצנחנים. עבר מסלול הכשרה כלוחם וקורס חובשים, קורס מ"כים חי"ר וקורס קציני חי"ר. עם סיום הקורס שב לחטיבה ושימש כמפקד מחלקה. לאחר מכן שימש כקצין המבצעים של עוצבת חיצי האש. בהמשך עבר ליחידת שלדג ומונה למפקד פלגה. נומה שימש כקצין אג"ם של היחידה, בין היתר בעת מבצע דין וחשבון, וכסגן מפקד יחידת שלדג, בין היתר במבצע ענבי זעם.
בשנת 1997 הועלה לדרגת סא"ל ומונה למפקד יחידת דובדבן, ושימש בתפקיד עד שנת 1999. בהמשך מונה למפקד יחידת שלדג, ושימש בתפקיד בין השנים 1999–2001. באוגוסט 2000 פיקד על כוח מן היחידה, אשר הוזנק לכפר א-סירה א-שמליה, לאחר ירי דו-צדדי שהתרחש במסגרת מבצע סימפוניית החיים. הכוח בפיקודו הוטס לאירוע במסוקים וסייע בפינוי הנפגעים. בנובמבר 2000 ביצעה היחידה בפיקודו מבצע סיכול ממוקד והרגה את ג'מאל עבד א-ראזק, מפקד גדודי חללי אל אקצה ברפיח. משאית חסמה את הרכב שבו נסע א-ראזק, בסמוך לצומת מורג, ולוחמי היחידה שהתחבאו בתוכה ירו בו ובסייען שלו למוות מטווח קרוב. לאחר מכן שב לחטיבת הצנחנים ומונה למפקד גדוד 202 בין השנים 2001–2002, והוביל אותו בלחימה כנגד הטרור הפלסטיני באינתיפאדה השנייה, בין היתר במבצע חומת מגן.
בשנת 2002 הועלה לדרגת אל"ם ומונה למפקד חטיבת בנימין, ושימש בתפקיד עד שנת 2004.
ב-26 באוגוסט 2004 מונה למפקד חטיבת הנח"ל, ושימש בתפקיד עד מאי 2006. החטיבה תחת פיקודו השתתפה בין היתר בפעילות המבצעית בשטחי יהודה ושומרון ובמהלך יישום תוכנית ההתנתקות ביישובי צפון השומרון, ובהם חומש.
לאחר מכן מונה לעוזר הרמטכ"ל, דני חלוץ וגבי אשכנזי, בין השנים 2006–2008.
בנובמבר 2008 הועלה לדרגת תא"ל ומונה למפקד עוצבת האש ובמקביל למפקד צוות בקורס מפקדי חטיבות, ושימש בתפקידיו עד 18 במאי 2011. בסיום התפקיד יצא ללימודים.
ביולי 2012 מונה למפקד המרכז הלאומי לאימונים ביבשה ובמקביל למפקד עוצבת סיני. במסגרת תפקידו עמד בראש ועדה צה"לית לבחינת מודל שירות המילואים וגיבוש המלצות להתאמתו לאתגרים העומדים בפני צה"ל. בתפקידיו שימש עד שנת 2014.
ב-29 בספטמבר 2014 הועלה לדרגת אלוף ומונה למפקד מפקדת העומק ובמקביל למפקד המכללה הבין-זרועית לפיקוד ולמטה, וסיים את תפקידיו ב-26 בפברואר 2015.
ב-25 במרץ 2015 מונה למפקד פיקוד המרכז, ושימש בתפקיד עד 7 במרץ 2018. לאחר תפקיד זה, ביקש מהרמטכ"ל להשתחרר מצה"ל.