Den Bayern München spelare var inte skadad men verkade skakas efter händelsen tidigt i den andra halvan, som tvingade spela att stoppas i flera minuter.
Matchen i Bukarest avbröts också en minut i slutet av första halvlek efter att fläktar kastade bloss och smällare på planen.
Polen vann Grupp E match 3-0.
Rennes framåt Kamil Grosickis fina solomål satte gruppledarna i fronten efter 11 minuter.
De två förseningarna följde när hemmapubliken blev rastlös innan Lewandowski såg till att vinna sent, poäng med en komponerad finish i 82: a minuten innan lägga en tredjedel från straffplatsen i skada tid.
Unbeaten Polen toppa gruppen på 10 poäng efter fyra matcher. Montenegro, på sju punkter, förblir på andra plats trots sitt första nederlag för kampanjen i Armenien.
Matchen slutar, Rumänien 0, Polen 3.
Andra halvlek, Rumänien 0, Polen 3.
Jakub Blaszczykowski (Polen) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Alexandru Chipciu (Rumänien).
Foul av Michal Pazdan (Polen).
Claudu Keseru (Rumänien) vinner en frispark i anfallshalvan.
Hörnet, Polen. Förföljd av Vlad Chiriches.
Hörnet, Rumänien. Förföljd av Lukasz Fabianski.
Försöket räddades. Razvan Marin (Rumänien) höger fotade skott från utsidan rutan sparas i nedre högra hörnet. Hjälpt av Alexandru Chipciu.
Foul av Lukasz Teodorczyk (Polen).
Andrei Prepelita (Rumänien) vinner en frispark i anfallshalvan.
Mål!  Rumänien 0, Polen 3. Robert Lewandowski (Polen) konverterar straffet med en högerfotad skott till nedre vänstra hörnet.
Straff i Polen. Robert Lewandowski drar ett brott i straffområdet.
Straff medgavs av Dragos Grigore (Rumänien) efter ett brott i straffområdet.
Substitution, Polen. Slawomir Peszko ersätter Kamil Grosicki.
Försök missade. Bogdan Stancu (Rumänien) vänster fotade skott utanför lådan är nära, men missar till höger. Hjälpt av Dragos Grigore.
Försök missade. Jakub Blaszczykowski (Polen) höger fotade skott från vänster sida av lådan är hög och bred till höger. Assisterad av Artur Jedrzejczyk.
Foul av Krzysztof Maczynski (Polen).
Claudu Keseru (Rumänien) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Mål!  Rumänien 0, Polen 2. Robert Lewandowski (Polen) vänster fotade skott från mitten av lådan till övre högra hörnet. Hjälpt av Lukasz Teodorczyk.
Ersättning, Rumänien. Claudu Keseru ersätter Nicolae Stanciu.
Substitution, Polen. Lukasz Teodorczyk ersätter Piotr Zielinski.
Florin Andone (Rumänien) visas det gula kortet för en dålig foul.
Robert Lewandowski (Polen) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Florin Andone (Rumänien).
Försök missade. Andrei Prepelita (Rumänien) höger fotade skott från utsidan lådan är hög och bred till höger.
Försök blockerat. Grzegorz Krychowiak (Polen) höger fotade skott utanför lådan är blockerad. Assisterad av Artur Jedrzejczyk.
Försöket räddades. Kamil Grosicki (Polen) höger fotade skott från vänster sida av lådan sparas i mitten av målet. Hjälpt av Krzysztof Maczynski.
Piotr Zielinski (Polen) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Andrej Prepelita (Rumänien).
Försök blockerat. Razvan Marin (Rumänien) höger fotade skott utanför lådan är blockerad. Hjälpt av Alexandru Chipciu.
Artur Jedrzejczyk (Polen) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Bogdan Stancu (Rumänien).
Försök missade. Piotr Zielinski (Polen) vänster fotade skott från utsidan lådan är nära, men missar till höger.
Substitution, Polen. Krzysztof Maczynski ersätter Karol Linetty.
Cristian Sapunaru (Rumänien) visas det gula kortet.
Hörnet, Rumänien. Förföljd av Robert Lewandowski.
Försök blockerat. Florin Andone (Rumänien) höger fotade skott från höger sida av lådan är blockerad. Hjälpt av Razvan Marin med ett kors.
Hörnet, Rumänien. Förföljd av Lukasz Fabianski.
Försöket räddades. Florin Andone (Rumänien) höger fotade skott från höger sida av lådan sparas i nedre högra hörnet. Hjälpt av Andrei Prepelita.
Polen strejkaren Robert Lewandowski behövde behandling efter en flare kastad av hemfans exploderade nära honom under en uppvärmd VM-kvalificerare i Rumänien.