Erste internationale Erfahrungen sammelte Roxana Rotaru beim Europäischen Olympischen Jugendfestival (EYOF) 2005 in Lignano Sabbiadoro, bei dem sie im 1500-Meter-Lauf in 4:26,55 min die Bronzemedaille gewann und über 800 Meter in 2:11,97 min Rang 13 erreichte. Anschließend klassierte sie sich bei den Crosslauf-Europameisterschaften in Tilburg nach 15:59 min auf Rang 18 und sicherte sich die Silbermedaille in der Teamwertung. 2007 belegte sie bei den Junioreneuropameisterschaften in Hengelo in 16:46,55 min den vierten Platz im 5000-Meter-Lauf und 2009 erreichte sie bei den U23-Europameisterschaften in Kaunas in 17:03,84 min Rang zwölf. 2010 startete sie erstmals bei den Europameisterschaften in Barcelona und klassierte sich dort mit 16:06,10 min auf dem 13. Platz. Im Jahr darauf belegte sie bei den Halleneuropameisterschaften in Paris in 9:09,19 min den neunten Platz im 3000-Meter-Lauf und bei der Sommer-Universiade in Shenzhen wurde sie in 16:11,94 min Achte über 5000 Meter. 2012 verpasste sie bei den Europameisterschaften in Helsinki in 15:13,40 min als Vierte knapp eine Medaille, qualifizierte sich aber für die Olympischen Spiele in London, bei denen sie mit 16:01,04 min im Vorlauf ausschied.