998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，均取得不错的成绩，成为国内炙手可热的男演员。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，参演电影《白日焰火》获得柏林电影节最佳影片“金熊奖”。