Pierre-Alain Roche est Président de la section mobilités et transports, à l'inspection générale de l’environnement et du développement durable (IGEDD), du ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires

De 2014 à 2016, il était Membre du conseil général de l’environnement et du développement durable (CGEDD), au ministère de l’écologie, de l’énergie et de la mer

De 2009 à 2013, il était Directeur général adjoint responsable du pôle aménagement du territoire, au conseil général des Hauts-de-Seine

En 2008, il a été Conseiller stratégie au secrétariat général, au ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire (préfiguration du CGDD)

Autres fonctions exercées actuellement : président de la formation transports de la commission économique du développement durable et membre de cette commission, rapporteur général du Conseil d’orientation des infrastructures, président du comité technique de la ligne nouvelle Provence-Côte d’Azur, administrateur de la RATP (président de la commission économie et stratégie), intérim de la présidence 2 mois fin 2022.

Il est également enseignant à l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées et à l’Ecole Polytechnique.