王天辰出生于北京市，他大學(xué)就讀于上海戲劇學(xué)院表演系；在校期間，他參加了“踐行社會主義核心價值觀”演講比賽暨入黨答辯儀式，結(jié)合了自己到南加州大學(xué)的交流經(jīng)歷，比較了國內(nèi)與國外待人接物的不同表現(xiàn)后，提出現(xiàn)實與夢想的問題。2014年，參加“納海杯”第六屆上海戲劇學(xué)院戲劇小品大賽，與葛禮藝、倪言、王俊植、付思琪共同表演的小品《我是實習(xí)兵》獲得三等獎，而他個人則獲得最佳風尚獎。

2015年，參演電影《保持沉默》，在片中飾演秦剛，這是他的首部電影作品。

2016年，簽約華誼兄弟時代文化經(jīng)紀有限公司，成為旗下簽約藝人，從而正式進入演藝圈；同年，與鐘漢良、楊穎、甘婷婷共同出演古裝武俠劇《孤芳不自賞》，在劇中飾演表面雖吊兒郎當、實則心地善良的且柔城守番麓，這是他的首部電視劇作品，他也因此受到關(guān)注。

2017年，王天辰通過了馮小剛執(zhí)導(dǎo)的劇情電影《芳華》的試鏡，獲得了出演男二號的機會，他在片中飾演了陽光俊朗、風度優(yōu)雅又不失青春感的外形文工團小號手陳燦；6月17日，隨電影《芳華》劇組出席第20屆上海國際電影節(jié)；隨后，與唐嫣、羅晉、于濟瑋合作出演青春勵志劇《歸去來》，在劇中飾演性格叛逆、缺少關(guān)愛的留學(xué)生成然；11月16日，與張佳寧、張智堯、袁詠儀領(lǐng)銜主演的古裝穿越愛情喜劇《唐磚》正式開機，在劇中飾演從現(xiàn)代社會穿越到唐朝的男主角云燁。

2018年5月14日，參演的電視劇《歸去來》播出。6月16日，參加綜藝節(jié)目《青春同學(xué)會》。6月18日，出演年代傳奇情感劇《一身孤注擲溫柔》。7月7日，以補位歌手的身份參加綜藝節(jié)目《跨界歌王》。7月21日，參加明星跨界音樂真人秀節(jié)目《跨界歌王》第三季第二輪半決賽。8月9日，憑借電影《芳華》獲得第34屆大眾電影百花獎最佳新人獎提名。10月29日，參演的電視劇《唐磚》播出。11月1日，參加騰訊視頻推出的綜藝節(jié)目《超新星全運會》。11月26日，參演電視劇《生活對我下手了》在中國內(nèi)地播出。

2019年8月23日，參演的電影《保持沉默》上映，在劇中飾演秦剛。9月30日，參演的電影《我和我的祖國》上映，在劇中飾演解放軍戰(zhàn)士，小號手。10月1日，發(fā)行合唱單曲《祖國，我要為你唱首歌》。10月23日，主演的懸疑刑偵劇《時空來電》在騰訊視頻播出，在劇中飾演顧明哲。

2020年6月，參演電視劇《我是真的愛你》，在劇中飾演嚴直。同月，主演的電影《彷徨之刃》開機。7月1日，參演電視劇《雪中悍刀行》。10月，參演電視劇《對手》。

王天辰是一名科班出身的演員，雖然《孤芳不自賞》是他的第一部電視劇作品，但他在劇中的表現(xiàn)卻很不俗，其可圈可點的演技也為他贏得了不少的觀眾的好感。王天辰具有扎實的演技，作為土生土長的北京人，他連精氣神都帶著著濃濃的“京味兒”。王天辰身材高挑、外形俊朗，他身著融合運動感的黑色修身西裝，搭配意大利手工皮鞋，凸顯了他青春時尚的氣息。鏡頭下的王天辰身著經(jīng)典款西裝禮服，微露簡潔的白色襯衫，配上俏皮的領(lǐng)結(jié)，既展露優(yōu)雅的風度又不失少年的青春感。作為電影《芳華》里的“軍中綠草”，王天辰站在其他6位“馮女郎”身邊顯得紳士范兒十足。他擁有一米八五的完美身高以及帥氣硬朗的外表，性格也十分爽朗，與片中角色高度契合（新浪、騰訊評）。