1993年2月4日，王天辰出生于北京的一个部队大院家庭，自幼便在这种充满纪律与集体氛围的环境中成长。五岁那年，他偶然参与了中央电视台的一档节目录制，这次经历成为他初次接触表演艺术的契机，也在他心中埋下了对舞台的朦胧向往。升入高中后，面对相对平常的学业成绩，王天辰开始认真考虑将艺术考试作为未来的发展方向。为了评估自身潜力，他凭借早年参加节目所积累的人脉关系，设法联系到中央戏剧学院的老师进行咨询；在得到老师对其表演天赋的肯定后，他正式下定决心，并开始了系统性的备考准备。然而，在艺术考试的过程中，王天辰一度因容易走神的习惯而险些与机会失之交臂。经过长达两年坚持不懈的努力与准备，他最终成功考入了专业的表演院校。王天辰的大学阶段是在上海戏剧学院表演系度过的；在校期间，他积极参加了学院举办的“践行社会主义核心价值观”主题演讲比赛暨入党答辩仪式。在答辩中，他结合自己曾前往南加州大学进行学术交流的亲身经历，通过对比国内外在人际交往与社会氛围上的差异，深入阐述了自己对于现实环境与个人梦想之间关系的思考。2014年，在“纳海杯”第六届上海戏剧学院戏剧小品大赛中，王天辰与同学葛礼艺、倪言、王俊植、付思琪合作演出了小品《我是实习兵》，该作品最终荣获大赛三等奖；凭借在演出中的突出表现，王天辰个人还获得了最佳风尚奖的肯定。
二零一六年，他正式签约华谊兄弟时代文化经纪有限公司，由此成为该公司旗下的一名签约艺人，并以此为契机开启了个人演艺生涯。同年，他参与了古装武侠剧《孤芳不自赏》的拍摄，与钟汉良、杨颖、甘婷婷等演员共同合作，在剧中饰演了且柔城守番麓这一角色。该角色表面看似玩世不恭、行事随意，实则内心纯良、重情重义，这是他个人首部与观众见面的电视剧作品，其表现自然生动，演技可圈可点，给广大观众留下了颇为深刻的印象。进入二零一七年，他成功通过了由著名导演冯小刚执导的剧情电影《芳华》的试镜选拔，顺利获得了片中男二号的重要演出机会，在影片中他饰演了文工团里的小号手陈灿一角。凭借在此片中的出色演绎，他随后入围了第三十四届大众电影百花奖最佳新人奖的评选，这标志着其表演才华获得了业界的初步认可。同年同月的十七日，他还随电影《芳华》的主创团队一同出席了第二十届上海国际电影节的相关活动，其身着军礼服的挺拔造型十分亮眼，不仅展现了角色的时代风貌，也唤起了许多观众对于过往岁月的怀旧情感。
二零一八年五月十四日，由王天辰参演的现代都市剧《归去来》正式与观众见面。该剧在播出期间不仅收视率持续保持领先地位，更在社交媒体上引发了广泛的讨论与关注。王天辰在剧中突破自我，饰演了一位性格鲜明、颇具叛逆色彩的留学生角色“成然”。他以阳光俊朗的外形条件与扎实细腻的表演功底，成功塑造了这一人物，赢得了众多观众的认可与喜爱。同年六月十七日，他受邀出席于上海举办的“微博电影之夜”盛典，并在活动中荣获“微博最受期待演员”奖项，这无疑是对其演艺潜力的重要肯定。进入七月，王天辰参与了体验型励志综艺节目《青春同学会》的录制，并在节目的大戏公演环节中，与刘冬沁、韩东君等“兄弟团”成员共同献上了一出精彩纷呈的喜剧作品《鼠兄龙弟》，其诙谐生动的表演令现场笑声不断，气氛热烈。七月七日，他以补位歌手的身份加盟明星跨界音乐真人秀《跨界歌王》，在节目中展现出专业认真的艺术态度与日益精进的歌唱实力，收获了观众的一致好评。十月二十九日，由张佳宁、张智尧、袁咏仪等联袂主演，王天辰领衔出演的古装穿越爱情喜剧《唐砖》上线播出，他在剧中担纲男主角云烨，演绎了一段跨越时空的奇妙故事。次日，即十月三十日，他与祝绪丹、阮经天等人合作主演的年代传奇情感剧《一身孤注掷温柔》宣布顺利杀青，剧组首次公开了王天辰在剧中的飒爽军装造型，迅速吸引了大量网友的目光，提升了大众对该剧的期待值。十一月，王天辰加入了腾讯视频推出的体育竞技节目《超新星全运会第一季》，在节目中尝试了多项体育运动，充分展现了年轻人的朝气与活力。十一月十六日，他与李嘉琦、包贝尔联手打造的青春爆笑喜剧《生活对我下手了》也迎来了首播，为观众带来了轻松愉快的观剧体验。 时间来到二零一九年，八月二十三日，王天辰参演的悬疑题材电影《保持沉默》于中国大陆影院公映，他在片中饰演了秦刚这一角色。同年九月三十日，其参演的电影《我和我的祖国》全国上映，王天辰在影片的《前夜》故事单元中出演了一位替补小号手，并有幸与王千源、黄渤等资深演员同台对戏，这段经历让他感到受益匪浅，积累了宝贵的表演经验。十月二十三日，他与李小冉、杜淳共同主演的悬疑刑侦剧《时空来电》播出，尽管作为新生代演员，王天辰在剧中的表现却可圈可点，生动诠释了一名人民警察追寻真相、坚守正义的执着信念与内心渴望。十二月，由微博电视剧平台发起的二零一八首届电视剧大赏公布了“年度人气剧集”入围名单，王天辰主演的《唐砖》与《归去来》两部作品双双入选，他个人也成功跻身“年度人气剧星”百强榜单，位列第八十名，取得了令人瞩目的成绩。 二零二零年六月，王天辰主演了由导演陈卓执导，改编自东野圭吾同名小说的国产电影《彷徨之刃》，该片在重庆正式开机。此次的中国版《彷徨之刃》在保留原著精髓的基础上，注重融入对当下社会现实问题的观照与深刻思考，力求打造一部既具有商业吸引力又富含人文关怀的现实主义力作。
二零二一年五月二十五日，其参演的重大革命历史题材剧集《光荣与梦想》于北京卫视、东方卫视以及腾讯视频、爱奇艺、优酷等多个平台同步播出，该剧此前曾荣获二零二一年北京电视节目交易会“京榜剧献”单元中备受瞩目的“值得期待重大题材电视剧”推介；同年六月十三日，由其出演的另一部电视剧《百炼成钢》登陆湖南卫视，此剧是由国家广播电视总局直接指导的庆祝中国共产党成立一百周年重点献礼项目，具有重要的宣传意义与艺术价值；七月一日，其参与演出的献礼电影《1921》正式登陆全国院线，上映期间在票房、观影人次及话题热度等多项关键数据上均持续领先，更获得了业内众多影评人与专家的高度评价与赞赏；紧接着在七月十九日，由其担纲主演的都市情感剧《我是真的爱你》正式开播，该剧敏锐地触及当代社会现实议题，剧情直击人心，迅速引发了广大观众与网友的广泛讨论与全网热议；至十二月十五日，由张若昀、胡军、李庚希等众多演员共同主演的电视剧《雪中悍刀行》上线播出，其在剧中精彩演绎了角色赵珣；次日，即十二月十六日，其与郭京飞、谭卓等实力派演员联袂主演的现代谍战题材剧集《对手》于中央电视台电视剧频道播出，在剧中，其通过细腻精准的眼神变化、肢体语言等诸多细节刻画，生动而形象地诠释了一位初入警界的年轻警察所特有的青涩、懵懂与纯粹特质；同月，其凭借出色的表现与潜力，成功入选了二零二一年度电影频道“星辰大海”青年演员优选计划，获得了业内的进一步认可。 进入二零二二年，一月九日，一部聚焦冬奥运动项目、展现专业赛场风貌的励志体育竞技题材电视剧《超越》在中央电视台综合频道黄金时段开播，其在剧中饰演了短道速滑运动员张浩宇一角；同年九月五日，其与胡一天、陈钰琪等演员搭档出演的都市爱情剧《超时空罗曼史》与观众见面，该剧在开播首周便凭借精良的制作与动人的故事赢得了广泛好评，各项播出数据呈现持续增长的强劲态势；十月七日，由王天辰领衔主演的电影《理工男》正式宣布开机，这部影片旨在讲述中国创业者以科技报国、以实业兴邦的动人奋斗故事。 时间来到二零二三年，三月二十日，改编自著名作家路遥经典原著的电视剧《人生》即《人生之路》开播，其在剧中挑战饰演了内心世界复杂、充满矛盾与挣扎的角色高双星；三月三十一日，其受邀参加了第十届中国网络视听大会的重要环节——《图书馆不眠夜·六公主一起读书吧》特别活动。 二零二四年二月十三日，其与徐帆、马思纯、梁静、李小冉等资深演员合作出演的电视剧《烟火人家》正式播出，该剧自开播以来，凭借扎实的剧本与精湛的表演，收获了相当可观的市场热度与观众口碑；五月十六日，其参演的古装传奇大剧《庆余年第二季》上线，在剧中饰演了角色李弘成；五月十七日，由其领衔主演的电影作品《彷徨之刃》也与观众见面；同年十月，其名字出现在第十届“文荣奖”青年演员扶持计划的入选名单之中，再次彰显了其作为青年演员的成长性与行业期待；十二月二十日，其出演的一部融合悬疑与爱情元素的剧集《冬至》如期播出。 展望已公布的计划，二零二五年二月一日，由其主演的电视剧《白色橄榄树》预计将播出；同年七月十九日，其参与录制的综艺节目《敬浓烈的生活》也将亮相。而至二零二六年，其演艺事业继续推进，参演的电视剧《纯真年代的爱情》定于二月二十一日播出，另一部参演剧集《岁月有情时》则计划于二月二十日与观众见面。
2025年8月7日，知名时尚媒体《NYLON》杂志的中国版官方微博发布了一则正式通知，确认演员王天辰先生因突发身体不适，目前正在接受专业的医疗治疗，因此将无法按原计划出席原定于8月8日举办的「NYLON学院夜派对活动」。该通知发布后不久，王天辰先生所属的工作室迅速转发了此条官方博文，并进一步表达了诚挚的歉意。工作室方面表示，对于因这次突如其来的健康状况变动而不得不取消的既定工作安排，给活动主办方NYLON_CHINA、所有相关合作方以及一直给予支持的广大粉丝朋友们所带来的诸多不便与困扰，他们深感抱歉，并感谢各方的理解与体谅。
王天辰是一位经过专业系统训练的科班演员，尽管《孤芳不自赏》仅仅是他初涉荧屏的电视剧首秀，但他在该剧中所展现的表演水准却相当出色，那种细腻而富有层次的演技赢得了众多观众的认可与喜爱。他拥有十分扎实的表演功底，作为一名土生土长的北京人，就连言谈举止间都透着一股浓郁的“京味儿”神韵。这个在部队大院里成长起来、最终毕业于上海戏剧学院的北京男孩，性格开朗健谈，笑容常挂嘴边，然而对待表演事业却格外认真执着，甚至透出几分耿直——他并不拘泥于主角或配角的身份，更看重剧本本身是否扎实、角色能否真正触动人心；倘若觉得自己某处演绎未达预期，他会坦率承认不足，并在拍摄压力中虚心向前辈请教，通过持续的努力一点点打磨自己，不断寻求进步。