1947年，王树忱从安东省立工科职业中学毕业，后任职教师 。1948年，进入东北大学文艺学院美术系学习 。1949年，转到东北鲁迅文艺学院美术系学习 ；10月，调入东北电影制片厂美术片组，从而开始了他的美术片创作生涯 。之后，又随东北电影美术片组迁到上海，在上海电影制片厂美术片组及上海动画片制片厂担任动画及动作设计、美术设计、导演 。

1958年，独立执导个人首部动画短片《过猴山》，该片是中国第一部全片使用先期录音制作的动画片 。1959年，执导动画短片《大跃进万岁》 ；同年，与何玉门联合担任动画短片《壁画里的故事》的导演 ；随后，担任动画短片《红色信号》的编剧，该片由虞哲光、陈正鸿联合执导。

1960年，执导动画短片《原形毕露》 ；同年，执导动画短片《艾森豪威尔现形记》；随后，执导动画短片《艳阳春》 。1963年，执导讽刺动画短片《黄金梦》，该片讽刺了金融寡头的贪得无厌，表现了金钱的罪恶 。1964年，由其执导的动画短片《路边新事》上映 。

1973年，与严定宪联合执导动画短片《小号手》，该片讲述了贫苦、备受压迫的小勇翻身闹革命，并在革命中成长的故事 ，影片获得第2届南斯拉夫萨格勒布国际电影节奖 。1977年，执导动画短片《新来的小石柱》 。1978年，由其执导的动画短片《奇怪的病号》上映。

1979年，与严定宪、徐景达联合执导中国第一部宽银幕动画电影《哪吒闹海》 ，该片获得中国文化部优秀影片奖 、第3届大众电影百花奖最佳美术片奖 。1980年，王树忱率中国电影代表团参加法国戛纳国际电影节，并担任团长。1981年，担任动画短片《摔香炉》的动画师。

1982年，由其创作的漫画《取经归来图》获得中国漫画展佳作奖。1983年，与钱运达联合执导动画短片《天书奇谭》 ，该片根据小说《平妖传》的部分章节改编。1984年，担任中国电影金鸡奖的评委 。1985年，担任日本广岛动画电影节的评委 ；同年，担任动画短片《网》的编剧；随后，担任戏曲电影《绣花女传奇》的录音师。

1987年，担任法国安纳西动画电影节的评委；同年，担任动画短片《选美记》的导演；随后，担任动画短片《老虎装牙》的编剧，该片由浦家祥执导。1988年，执导动画短片《独木桥》 ；同年，担任动画短片《山水情》的编剧，该片由特伟、马克宣联合执导 。

1989年，执导动画短片《笨狗熊》。1990年，执导动画短片《猴子下棋》；同年，担任动画短片《慈禧坐火车》的编剧。1991年11月，王树忱逝世，享年60岁。1992年，由其担任编剧的动画短片《开店》上映。2006年，关于他的绘画集《王树忱绘画选》出版 。

王树忱是一位富有探索精神、有多方面艺术才能的人。在中国动画电影史上，他的动画创作独具特色。从进入动画创作的殿堂之后，他一直保持着对艺术、对美的不懈追求，并创作出生命力长久的作品。洋溢的幽默感，紧贴时代脉搏，对各种艺术题材、形式的不断开拓创新是王树忱创作一以贯之的特色。在王树忱的每部动画作品中，都洋溢着幽默感，使人不禁会心一笑。这种幽默又有很多表现，可能是滑稽的动作、闹剧式的搞笑，也可能是明里或暗里的讽刺。而且， 他在动画片的创作上有着自己独特的想法和追求 （《吉林艺术学院学报》评）。