1998年出演青春偶像剧《将爱情进行到底》走入观众视线；2001年凭借电视剧《不要和陌生人说话》成名，并荣获“中国电视艺术双十佳演员”奖。之后相继主演了《绝对控制》、《青鸟的天空》、《七剑下天山》、《羊城暗哨》等多部热播剧而被观众熟知。

 

　　2012年，王学兵首次担任导演执导的微电影《坚定的锡兵》荣获第24届哈尔滨冰雪电影节触电单元“导演风格大奖”；主演电影《听风者》。

 

　　2014年2月，参演电影《白日焰火》获得柏林电影节最佳影片“金熊奖”。同年，王学兵成为林兆华钦点话剧《人民公敌》的男一号，话剧于10月27日在北京首演，11月中旬开始至2015年4月展开全国近60场的巡回演出，并将于2015年下半年及2016年进行国外演出。

 

　　演艺事业之外，王学兵热心社会公益事业。自2002年开始连续12年担任中国法学会“反家暴网络形象大使”；连续担任2004年雅典奥运会和2008年北京奥运会火炬手，两度传递奥运圣火。同时，担任过多个公益慈善项目的宣传员和形象大使，并荣获多个公益奖项和“爱心大使”称号。

 

　　2015年3月10日，演员王学兵因涉毒被北京警方抓获。此消息记者已经多个渠道得到证实。尽管更详细的情况尚不了解，但据透露，他是在家中和其他演员同时被警方带走。另外，同时被带走的演员曾出演过重案六组和七剑下天山。