王小伟出生在山东青岛,自幼并未接触过影视行业。一次偶然的机会,王小伟通过影视兴趣班接触到了表演专业,被表演老师发掘其身上的演绎天份,从此踏上了学习表演的道路,而后进入影视行业。
2009年,王小伟在赵浚凯执导的抗战剧《平原枪声》中饰演“肖阳”一角进入娱乐圈；同年,其首部电影作品《双姝血案》也与观众见面,在片中饰演“宁为”。2010年,参演了路奇执导的电视剧《东方》,首次出演历史人物“毛岸青”,并出演了电视剧《警察日记》。2011年,与颜丙燕,于震等共同出演抗战剧《走出硝烟的女人》,凭借热血战士“张虎”这个角色得到了更多关注；同年,参演了古装历史剧《瀛寰之志》,塑造了“郑义达”这一反派角色,并出演周盅光执导的电影《绝无退路》。2012年,在励志剧《赖汉的幸福指数》中,饰演男二号“贾明亮”；同年,参演电视剧《走进看守所》,并在抗战剧《那年来了鬼子兵》中出演柔弱指导员“苏欣”。2013年,在电视剧《姥爷的抗战》第二季中饰演日本帝国特高科科长“义雄”,再次挑战反派角色；同年,出演了都市剧《让生活充满阳光》以及年代剧《大当家》。2014年,王小伟在赵浚凯执导的抗战剧《大刀记》中,变身国民党税警团神枪手“杨颂华”；并参演了由何东兴,刘方执导,何晟铭,阚清子等主演的年代动作剧《杜心五传奇》；同年,参演了年代悬疑探案剧《神探杨金邦》以及抗战剧《战火红颜》。2015年,王小伟出演了谍战剧《孤战》,饰演日军少佐“大岛”。2016年,参演了由韩雪主演的年代剧《乱世丽人行》；同年,在电视剧《学生兵》中饰演反一号“浅川达野”；并出演了青春历史传奇剧《思美人》,重塑秦国第一武将“樗里疾”；在现代谍战剧《守卫者》中,王小伟再度突破,饰演有海归背景的高级特工Steven,剧中更不乏与自己女友kate柔情似水的生死感情戏份；在年代传奇影片《英雄烈》中,王小伟充分展现了其亦庄亦谐的可塑性,饰演为争夺利益不择手段的大土匪张怀义；10月25日,参演由周盅光执导的电影《杜鹃花红》正式上映。2017年,在由李雪健,张涵宇,连奕名,何中华,韩栋等出演的电视剧《天下长安》中饰演第一个登上长安城被誉为“唐朝第一勇士”的大将军雷永吉。2019年10月31日,参演由连子执导的电影《七月之后》正式正式上映。2020年5月28日,参演电视剧《燃烧》开播,在剧中饰演石磊；7月28日,参演网剧《刺》开播,在剧中饰演龙哥；8月6日,参演的东方玄幻仙侠剧《琉璃》播出,在剧中饰演玄石；11月15日,参演的古装武侠轻喜剧《鹿鼎记》播出,在剧中饰演冯锡范；同年,参演由高翊浚执导电视剧《浣溪沙》。2021年3月17日,参演的电视剧《爱在星空下》播出,在剧中饰演方鹏；3月31日,参演的古装历史传奇剧《长歌行》播出,在剧中饰演王君廓；4月13日,参演的电视剧《号手就位》播出。2022年3月6日,参演的悬疑探案剧《猎罪图鉴》播出；3月24日,参演的抗战剧《烽烟尽处》播出；6月15日,主演重大革命剧《数风流人物》开播；7月21日,参演电视剧《少年派2》播出；8月31日,参演电视剧《飞狐外传》播出。11月30日,主演革命战争题材剧《虎胆巍城》在央视八套开播,在剧中饰演第三战区一四九师营长李满彪。12月26日,参演电视剧《向风而行》在央视八套播出,并在爱奇艺,腾讯视频同步播出,在剧中饰演眼镜男。2023年9月16日,出演的电影《介子鬼城》在腾讯视频,爱奇艺,优酷上线,在影片中饰演反一号乌良海。《思美人》剧照《瀛寰之志》年代戏剧照《孤战》剧照