1966年夏季，王小帅出生仅两个多月后，便随同父母从上海迁往贵阳，此后在贵阳度过了长达十三年的成长岁月。从孩提时期起，他便开始接触并系统学习绘画，这段经历为其后来的艺术道路奠定了重要基础。1979年，王小帅全家再次搬迁，这次的目的地是武汉，他在此地生活了两年时间。1981年，王小帅前往北京，进入中央美术学院附中学习，正式开启了他在专业艺术领域的深造。1985年，自北京中央美院附中毕业后，他顺利考入北京电影学院导演系，接受更为系统的电影创作教育。1989年大学毕业后，他经历了一段等待工作分配的阶段，直至1991年才正式进入福建电影制片厂工作。1993年，王小帅选择从国有制片厂体系中离职，转而投身于独立电影制作，由此迈入了个人电影创作的新时期。
一九九三年，王小帅以独立制片的方式，完成了自己身兼编剧与导演的首部电影作品《冬春的日子》（采用35毫米黑白胶片拍摄）。次年，这部影片先后亮相于加拿大温哥华国际电影节、荷兰鹿特丹国际电影节、柏林国际电影节青年论坛，以及伦敦、希腊、南特、意大利等地的多个国际电影节，同时还参展了纽约现代艺术博物馆的新导演展并被其收藏。该片在奖项方面也收获颇丰，赢得了意大利丝米诺艺术电影节最佳导演奖，并在希腊铁萨隆尼国际电影节上斩获最高荣誉——最佳影片金亚力山大大奖。一九九五年，该片被英国BBC评选为电影诞生一百周年百部最佳影片之一，并于当年年底在BBC频道播出。同年，王小帅开始执导其独立电影《极度寒冷》（该片于一九九七年在荷兰完成后期制作），影片在一九九七年鹿特丹电影节上荣获费比希国际影评人奖，随后又陆续参加了加拿大、英国、德国等地的多个电影节。次年，该片首次在美国、荷兰等地发行，并被《纽约时报》评价为最勇敢的中国独立电影之一。一九九六年，王小帅执导了其首部体制内电影《扁担姑娘》，该片历经长达三年的审查与修改过程，最终于一九九九年得以通过。同年，影片成功入选戛纳电影节“一种注目”单元（AN CETAIN REGARD CAANES）。一九九九年，他执导的第二部体制内影片《梦幻田园》上映，并获得了中国电影表演艺术家协会学会奖。进入二零零零年，王小帅执导了影片《十七岁的单车》，该片在二零零一年的第五十一届柏林国际电影节竞赛单元中荣获评审团大奖银熊奖，王小帅本人也凭借此片获得第三十八届台湾电影金马奖最佳导演奖提名。二零零二年，他执导的影片《二弟》在次年成功入围第五十六届戛纳国际电影节“一种注目”单元，同年还参加了印度、多伦多等多个电影节。二零零五年，由王小帅执导、高圆圆主演的电影《青红》在第五十八届戛纳电影节上获得评委会奖。二零零八年，其执导的影片《左右》在中国大陆公映，并在同年的第五十八届柏林国际电影节上赢得最佳编剧银熊奖及“特别关注”奖。二零一零年，王小帅执导的影片《日照重庆》入围第六十三届戛纳国际电影节主竞赛单元，他本人也因此荣获中国电影导演协会年度表彰大会的年度导演奖。二零一二年，其作品《我11》入围第三十六届多伦多国际电影节。二零一四年九月，他执导的电影《闯入者》成功入围第七十一届威尼斯国际电影节主竞赛单元。二零一六年九月，由他监制的国内首部以羽毛球运动为题材的电影《击战》正式上映。二零一九年一月十日，王小帅执导的影片《地久天长》入围第六十九届柏林国际电影节主竞赛单元，片中主演王景春与咏梅凭借在《地久天长》中的精湛表演，分别夺得最佳男演员和最佳女演员的影帝、影后大奖。同年十月，他投入纪录片《我的镜头》的拍摄工作；十一月二十三日，又凭借《地久天长》获得第三十二届中国电影金鸡奖最佳编剧奖。二零二零年五月，他因电影《地久天长》获得第二届金众电影青年最佳编剧奖。八月，其执导的新片《尘埃之上》正式开机，同年九月十九日，他荣获第十一届中国电影导演协会年度导演奖。十月十七日，凭借电影《地久天长》再度获得第二届电影学院奖电影导演奖。二零二一年十月十三日，他与花箐合作执导的家庭悬疑网剧《八角亭谜雾》在爱奇艺迷雾剧场播出。同时，他还担任了由涂们主演的电影《上山》的监制工作。二零二二年八月，他受邀担任第三届IM两岸青年影展的终审评委会主席。二零二三年十二月十三日，他参与的《何不秉烛游》正式播出。展望未来，其执导的影片《一夜天堂》预计将于二零二五年与观众见面。
二零一五年四月二十七日，在备受瞩目的电影《闯入者》首映发布会现场，导演王小帅向在场媒体及嘉宾公布了一个喜讯，他正式宣布将与制片人刘璇携手步入婚姻殿堂，两人的婚礼已定于同年五月举行。随后在五月二十二日晚六时，王小帅与刘璇于北京如期举办了一场温馨而私密的婚礼仪式。此次婚礼活动特意保持了低调，并未对媒体记者开放，仅邀请了双方的亲密家人与好友共同出席，在一场充满暖意的晚宴中分享这份喜悦。王小帅在各类公开活动中展现的形象，也常为公众所关注。
在中国电影导演群体中，出生于六十年代的王小帅是一位始终秉持个人艺术追求进行创作的导演。他长期以来坚持按照自己的内心轨迹拍摄电影，并且极为不倾向于通过媒体讨论电影创作以外的任何话题。王小帅的电影作品具有鲜明的知识分子气质，其观察视角与叙事立场往往立足于知识分子的思辨层面，与纯粹的平民视角存在显著区别。然而，这并不意味着他刻意将自己与普通民众割裂开来，也不表示他意图脱离现实生活。相反，在其作品中，我们常常能感受到对普通人命运的关注与深沉的人文关怀。王小帅本人质朴而执着的性格特质，以及其电影中所展现的那种独特、敏锐且充满个人印记的美学个性，从他早期独立筹集资金拍摄的处女作《冬春的日子》，到近年来完成并引发关注的新作《梦幻田园》，在这跨越短短十多年的创作历程中，王小帅逐渐构建并明晰了一种独树一帜、具有高度辨识度的电影风格，在中国当代电影图谱中留下了属于自己的深刻烙印。