2010年加入百度，在2010-2013年期間，他先后為百度創(chuàng)建了自然語言處理部、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)研發(fā)部（包括知識圖譜和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘）、推薦引擎和個性化部、多媒體部（包括語音和圖像技術(shù)）、圖片搜索部、語音技術(shù)部等。

2013年1月10日上午消息，國際計算語言學協(xié)會（ACL，The Association for Computational Linguistics）官方網(wǎng)站發(fā)布消息，百度基礎(chǔ)技術(shù)首席科學家王海峰正式出任新一屆ACL主席，成為該學術(shù)組織五十年歷史上第一位華人主席。

2013年上半年，王海峰作為執(zhí)行負責人協(xié)助創(chuàng)建了百度深度學習研究院（IDL）。同年10月，他晉升為公司副總裁。

2014年，王海峰轉(zhuǎn)崗至搜索業(yè)務(wù)群組任副總經(jīng)理，先后負責了百度搜索、手機百度、百度信息流、自然語言處理、百度翻譯、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘、知識圖譜、語音搜索、圖像搜索、度秘、小度機器人、百度新聞、百度手機瀏覽器、商業(yè)平臺、糯米技術(shù)平臺、Hao123等。

2017年3月晉升為百度estaff，并組建AIG。

2018年5月晉升百度高級副總裁。2018年底，統(tǒng)領(lǐng)TG和AIG，總體負責百度人工智能技術(shù)和算法、算力、數(shù)據(jù)、安全等基礎(chǔ)技術(shù)的研發(fā)。

2019年5月晉升百度集團首席技術(shù)官（CTO），同時繼續(xù)擔任AI技術(shù)平臺體系（AIG）和基礎(chǔ)技術(shù)體系（TG）總負責人。

2019年10月21日，中國聯(lián)通控股股東中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司提名百度首席技術(shù)官王海峰擔任公司董事，公司召開第六屆董事會第十六次會議，會議審議通過了《關(guān)于增補王海峰先生為公司董事的議案》。

2017年3月22日，百度宣布將進一步深度整合包括NLP、KG、IDL、Speech、Big Data等在內(nèi)的百度核心技術(shù)，組成百度AI技術(shù)平臺體系（AIG），任命百度副總裁王海峰為AI技術(shù)平臺體系（AIG）總負責人，同時晉升為Estaff成員，轉(zhuǎn)向百度集團總裁和首席運營官陸奇匯報。

2018年6月14日，王海峰被任命為愛奇藝董事，即日生效。

2019年3月，任北京百度投資管理有限公司董事。

2019年5月，百度宣布晉升高級副總裁王海峰為百度集團首席技術(shù)官（CTO），同時他將繼續(xù)擔任AI技術(shù)平臺體系（AIG）和基礎(chǔ)技術(shù)體系（TG）總負責人。

2019年9月，百度CTO王海峰出任東軟控股董事。

主要研究領(lǐng)域包括機器翻譯、自然語言處理、搜索技術(shù)、語音技術(shù)、機器學習與數(shù)據(jù)挖掘、推薦及個性化等。曾主持及參與了多個產(chǎn)品的研發(fā)，已申請中國、美國及日本專利30余項，主持開發(fā)的系統(tǒng)還在國際評測中獲得多項第一。已發(fā)表包括一流國際期刊論文及頂級國際會議論文在內(nèi)的學術(shù)論文70余篇。

王海峰曾獲國家科技進步獎二等獎一項，中國電子學會科技進步一等獎五項，均為第一獲獎人。

2017年，榮獲首屆全國創(chuàng)新爭先獎，是唯一來自互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的獲獎人。

2018年，獲得首個吳文俊人工智能杰出貢獻獎，并當選為人工智能學會會士。

2019年1月15日，王海峰入選2018年享受國務(wù)院政府特殊津貼人員名單。

2020年11月8日，獲第十三屆光華工程科技獎。

2020年11月14日，王海峰獲評2020中國人工智能學會優(yōu)秀科技工作者。