Od lipca 2010 prowadził drużynę Młodej Ekstraklasy Widzewa Łódź, w czerwcu 2011 zaś, podpisując trzyletni kontrakt, objął funkcję trenera pierwszej drużyny. 4 czerwca 2011 na stadionie przy al. Piłsudskiego odbyła się oficjalna prezentacja nowego szkoleniowca zespołu. Tym samym Radosław Mroczkowski stał się 36. w historii szkoleniowcem łódzkiej drużyny w rozgrywkach Ekstraklasy. Pierwszy swój mecz za sterami Widzewa rozegrał przeciwko pierwszoligowemu Dolcanowi i zakończył się on wygraną jego podopiecznych. W 2011 został ogłoszony „Trenerem Miesiąca Sierpnia” w Ekstraklasie, pokonując José Mari Bakero oraz Leszka Ojrzyńskiego. W 2012 po meczu z Zagłębiem Lubin otrzymał statuetkę „Widzewiaka Roku”. W sierpniu tamtego roku ponownie został ogłoszony „Trenerem Miesiąca Sierpnia”. Z Widzewem doszedł do finału hiszpańskiego, towarzyskiego turnieju Copa del Sol, w którym łódzki zespół przegrał 1:2 (0:1) z Szachtarem Donieck. Pod koniec września 2013 został zwolniony.
18 grudnia 2014 został trenerem drugoligowego Rakowa Częstochowa. 3 października 2015, decyzją zarządu klubu, został zwolniony z funkcji trenera.
11 stycznia 2016 objął posadę opiekuna pierwszoligowej Sandecji Nowy Sącz. W sezonie 2016/17 wygrał z nią rozgrywki I ligi i awansował z tym zespołem do Ekstraklasy.