王小伟的家乡位于山东省风景秀丽的海滨城市青岛，他自幼在一个与影视艺术并无直接关联的普通家庭环境中成长。一次颇为偶然的机会，他报名参加了一个面向大众的影视艺术兴趣班，正是在这个兴趣班里，他初次系统地接触到了表演专业的初步知识与训练。令人惊喜的是，授课的表演老师敏锐地察觉到了王小伟身上所蕴含的独特天赋与潜力，认为他对于角色情感的理解和表现具有一种天然的敏感度。在老师的肯定与鼓励下，王小伟内心对表演艺术的热爱被彻底点燃，他由此坚定地踏上了系统学习表演技巧与理论的漫漫长路。通过持续不懈的努力与专业训练，他逐步夯实了自己的表演功底，最终凭借扎实的能力和机遇，顺利进入了专业影视行业，开启了他的演艺生涯。
二零零九年，王小伟的演艺生涯正式拉开帷幕，他通过在赵浚凯导演执导的抗战题材电视剧《平原枪声》中饰演“肖阳”一角而初次踏入娱乐圈；同年，其首部电影作品《双姝血案》也顺利登上大银幕与广大观众见面，在片中他塑造了名为“宁为”的角色。进入二零一零年，他参与了由路奇执导的电视剧《东方》，首次尝试扮演历史人物“毛岸青”，借此积累了宝贵的表演经验，同时他还出演了另一部电视剧《警察日记》。二零一一年，他与颜丙燕、于震等演员合作，共同出演了抗战剧《走出硝烟的女人》，凭借在剧中成功演绎的热血战士“张虎”这一角色，他赢得了业界与观众更多的关注与认可；同年，他还参演了一部古装历史剧《瀛寰之志》，在剧中挑战了“郑义达”这一反派角色，展现了自己在角色塑造上的多样性，并且出演了由周盅光执导的电影《绝无退路》。二零一二年，在一部励志题材的电视剧《赖汉的幸福指数》中，他饰演了戏份吃重的男二号“贾明亮”；同年，他还参演了电视剧《走进看守所》，并在另一部抗战剧《那年来了鬼子兵》中出演了性格柔弱的指导员“苏欣”，进一步拓宽了戏路。 二零一三年，他在电视剧《姥爷的抗战》的第二季中饰演了日本帝国特高科科长“义雄”，再次接受了扮演反派角色的挑战；同年，他还出演了都市情感剧《让生活充满阳光》以及一部年代背景的剧集《大当家》。二零一四年，王小伟在赵浚凯导演再度执导的抗战剧《大刀记》中，形象转变，饰演了国民党税警团中的神枪手“杨颂华”；同时，他还参演了由何东兴、刘方联合执导，何晟铭、阚清子等主演的年代动作剧《杜心五传奇》；同年，他的作品还包括一部年代悬疑探案剧《神探杨金邦》以及另一部抗战题材的电视剧《战火红颜》。二零一五年，王小伟出演了一部谍战剧《孤战》，在剧中饰演了日军少佐“大岛”。二零一六年，他参演了由韩雪领衔主演的年代剧《乱世丽人行》；同年，在电视剧《学生兵》中，他饰演了反一号角色“浅川达野”；并出演了一部青春历史传奇剧《思美人》，在剧中重塑了秦国第一武将“樗里疾”的经典形象；在现代背景的谍战剧《守卫者》中，王小伟的表演再度实现突破，饰演了一位拥有海归背景的高级特工Steven，剧中还细腻刻画了其与女友Kate之间柔情似水又生死相依的感情戏份；在一部年代传奇影片《英雄烈》中，王小伟充分展现了其亦庄亦谐的可塑性，饰演了为争夺利益而不择手段的大土匪张怀义；同年十月二十五日，他参演并由周盅光执导的电影《杜鹃花红》正式登陆院线公映。 二零一七年，在由李雪健、张涵宇、连奕名、何中华、韩栋等众多实力派演员出演的电视剧《天下长安》中，他饰演了第一位登上长安城、被誉为“唐朝第一勇士”的大将军雷永吉。二零一九年十月三十一日，他参演并由连子执导的电影《七月之后》正式上映。二零二零年五月二十八日，他参演的电视剧《燃烧》开播，在剧中饰演石磊；七月二十八日，参演的网剧《刺》上线播出，在剧中饰演龙哥；八月六日，参演的东方玄幻仙侠剧《琉璃》播出，在剧中饰演玄石；十一月十五日，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，他还参演了由高翊浚执导的电视剧《浣溪沙》。 二零二一年三月十七日，他参演的电视剧《爱在星空下》播出，在剧中饰演方鹏；三月三十一日，参演的古装历史传奇剧《长歌行》播出，在剧中饰演王君廓；四月十三日，参演的电视剧《号手就位》播出。二零二二年三月六日，参演的悬疑探案剧《猎罪图鉴》播出；三月二十四日，参演的抗战剧《烽烟尽处》播出；六月十五日，他主演的重大革命历史题材剧《数风流人物》开播；七月二十一日，参演的电视剧《少年派2》播出；八月三十一日，参演的电视剧《飞狐外传》播出；十一月三十日，他主演的革命战争题材剧《虎胆巍城》在中央电视台电视剧频道开播，在剧中饰演第三战区一四九师营长李满彪；十二月二十六日，参演的电视剧《向风而行》在中央电视台电视剧频道播出，并在爱奇艺、腾讯视频同步上线，在剧中饰演眼镜男。 二零二三年九月十六日，他出演的电影《介子鬼城》在腾讯视频、爱奇艺、优酷三大平台同步上线，在影片中饰演反一号乌良海。二零二四年四月二日，出演的电视剧《惜花芷》播出，在剧中饰演魏内饰；同年七月十六日，出演的《金庸武侠世界》在腾讯视频上线，在剧中饰演哲别；八月二十三日，参演的电视剧《走向大西南》播出，在剧中饰演岳铭；八月六日，参演的电视剧《孤舟》播出；十二月二十日，参演的电视剧《冬至》播出。二零二五年一月二日，参演的电视剧《千朵桃花一世开》播出；七月二十七日，参演的电视剧《凡人修仙传》播出。八月十九日，参演的电视剧《红尘四合》正式宣布杀青；十月二十日，参演的电视剧《暗河传》播出；十一月八日，参演的电视剧《唐朝诡事录之长安》播出；十一月十五日，参演的电视剧《勿扰飞升》播出。
在参与电视剧《思美人》的拍摄过程中，演员王小伟为了能够更加精准而生动地还原剧中历史人物的形象与神韵，投入了大量时间与精力，系统性地查阅和研读了众多相关的历史典籍与文献资料，以此作为其角色塑造的重要参考依据。不仅如此，他还主动与导演及编剧老师进行了多轮深入的探讨与交流，在充分理解人物背景与剧情脉络的基础上，将自己独特的个人表演风格——即那种细腻而富有层次感的“王小伟式”表达——融入角色的诠释之中，从而实现了对人物形象既尊重历史又独具匠心的艺术创造。这一富有创新性的演绎方式，最终获得了该剧制片方与导演组的高度评价与认可。随后，在另一部作品电视剧《那年来了鬼子兵》里，王小伟毅然突破了以往惯常塑造的硬朗、铁血型人物戏路，挑战自我，饰演了一位外表文弱、内心却充满柔情的的新四军指导员苏欣。当时正值三伏酷暑，拍摄地横店的气温居高不下，尤其到了中午时段，烈日暴晒下的地面温度常常攀升至三十八九摄氏度，环境极为艰苦。即便在如此严苛的条件下，王小伟依然全身心投入拍摄工作，兢兢业业，从未有过丝毫抱怨，其专业而专注的敬业精神深深打动了整个剧组，并赢得了全体工作人员的一致钦佩与称赞。