Den 19-årige är den enda ofångade spelaren i 25-man truppen meddelade på tisdag.
Försvararen Aaron Hughes och anfallaren Jamie Ward ingår men är skador tvivel för 14 November matchen i Bukarest.
McNair's Old Trafford team-mate Jonny Evans är ute skadad och har ännu inte med i kvalkampanjen.
Han missade den första kvalmatchen i Ungern på grund av avstängning och en fotledsskada uteslöt honom från segrarna över Färöarna och Grekland.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Nordirland har gjort en magnifik start på kvalserien och vunnit sina första tre matcher för första gången.
De ligger två punkter före rumänerna på andra plats.
McNair, som har presenterat tre gånger för United denna säsong inklusive lördagens derby nederlag av Manchester City, har tagits in som täckmantel för Hughes som plockade upp en fotled skada spelar för Brighton.
"Jag har blivit enormt imponerad av Paddy - han har kommit in i en svår situation på Manchester United och det finns en hel del media uppmärksamhet," säger Nordirland chefen Michael O'Neill.
"Förvaltaren har kommit in och spenderat en hel del pengar så det är uppmuntrande att se sådana som Paddy ges en chans.
"Han har spelat under svåra omständigheter, med försvaret lite makeshift ibland och det är svårt för en ung spelare att komma in i det.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
"Men han har frikänt sig själv mycket bra, han är runt Manchester United första laget och jag ser fram emot att ha honom i truppen."
West Brom midfielder Chris Brunt återvänder till truppen efter att ha missat matcherna mot Grekland och Färöarna, men Hull försvararen Alex Bruce har en hamstring skada.
Nordirlands trupp: Målvakter: R Carroll (Notts County), A Mannus (St Johnstone), M McGovern (Hamilton Academic).
Försvarare: A Hughes (Brighton), C Baird (West Bromwich Albion), G McAuley (West Bromwich Albion), R McGivern (Port Vale), C Cathcart (Watford), C McLaughlin (Fleetwood Town), L McCullough (Doncaster Rovers), R McLaughlin (Liverpool), P McNair (Manchester United).
Midfielders: S Davis (Southampton), C Brunt (West Bromwich Albion), S Clingan (Kilmarnock), C Evans (Blackburn Rovers), O Norwood (Reading), B Reeves (MK Dons), P McCourt (Brighton), N McGinn (Aberdeen).
Strejker: K Lafferty (Norwich City), J Ward (Derby County), J Magennis (Kilmarnock), B McKay (Inverness Caledonian Thistle), Will Grigg (MK Dons).
Manchester United försvarare Paddy McNair har utsetts i Nordirland trupp för första gången för Euro 2016 kvalet bort till Rumänien.