《我是实习兵》

他大学就读于上海戏剧学院表演系；在校期间，他参加了“践行社会主义核心价值观”演讲比赛暨入党答辩仪式，结合了自己到南加州大学的交流经历，比较了国内与国外待人接物的不同表现后，提出现实与梦想的问题 。2014年，参加“纳海杯”第六届上海戏剧学院戏剧小品大赛，与葛礼艺、倪言、王俊植、付思琪共同表演的小品《我是实习兵》获得三等奖，而他个人则获得最佳风尚奖 。

2015年，出演周迅、吴镇宇、祖峰主演的悬疑律政电影《保持沉默》，在片中饰演检控官吴正为的助手秦刚，这是他的首部电影作品。

2016年，签约华谊兄弟时代文化经纪有限公司，成为旗下签约艺人，从而正式进入演艺圈；同年，与钟汉良、杨颖、甘婷婷共同出演古装武侠剧《孤芳不自赏》，在剧中饰演表面虽吊儿郎当、实则心地善良的且柔城守番麓，这是他的首部电视剧作品，他也因此受到关注 。

2017年，王天辰通过了冯小刚执导的剧情电影《芳华》的试镜，获得了出演男二号的机会，他在片中饰演了阳光俊朗、风度优雅又不失青春感的外形文工团小号手陈灿 ，而他则凭借该片入围第34届大众电影百花奖最佳新人奖 ；6月17日，随电影《芳华》剧组出席第20届上海国际电影节 ；随后，与唐嫣、罗晋、于济玮合作出演青春励志剧《归去来》，在剧中饰演性格叛逆、缺少关爱的留学生成然 ；11月16日，与张佳宁、张智尧、袁咏仪领衔主演的古装穿越爱情喜剧《唐砖》正式开机，在剧中饰演从现代社会穿越到唐朝的男主角云烨 。

2018年6月，搭档祝绪丹、阮经天等主演年代传奇情感剧《一身孤注掷温柔》，在剧中饰演霍仲祺 ；6月17日，获得微博电影之夜微博最受期待演员奖 ；同年，作为补位阵容参加北京卫视明星跨界音乐真人秀节目《跨界歌王第三季》 ；11月，参加腾讯视频体育竞技节目《超新星全运会》 。

2019年，主演悬疑刑侦剧《时空来电》 。2019年9月，参演电影《我和我的祖国》 。

2020年6月，由其主演、黄志明监制，陈卓执导，根据东野圭吾小说改编的国产电影《彷徨之刃》在重庆开机。 7月1日，与张若昀、胡军、李庚希等共同出演的电视剧《雪中悍刀行》官宣演员阵容并曝光海报 。2020年8月13日，由其主演、电影《彷徨之刃》正式杀青并首次曝光剧照。 10月，主演的现代谍战剧《对手》开机。

2021年3月，与胡一天、陈钰琪、白冰合作主演都市情感剧《超时空罗曼史》 ；5月25日，出演的重大革命历史题材剧《光荣与梦想》在北京卫视、东方卫视及腾讯视频、爱奇艺、优酷同步播出 。6月13日，出演的电视剧《百炼成钢》在湖南卫视播出 ；7月19日，主演的都市爱情剧《我是真的爱你》开播 。