2016年,签约华谊兄弟时代文化经纪有限公司,从而正式进入演艺圈。[6]同年8月,与钟汉良、杨颖、甘婷婷共同出演古装武侠剧《孤芳不自赏》,在剧中饰演且柔城守番麓,这是他的首部电视剧作品,给观众留下了深刻的印象。[3][7]2017年,他通过冯小刚执导的剧情电影《芳华》试镜,获得了出演男二号的机会,在片中饰演文工团小号手陈灿。[4][6]同年11月16日,领衔主演的古装剧《唐砖》开机,在剧中饰演男主角云烨。[5][8]2018年5月14日,王天辰与唐嫣、罗晋共同出演的青春励志剧《归去来》在北京卫视和东方卫视开播,其在剧中饰演性格叛逆的留学生成然。[9][6][10]同年7月7日,作为补位歌手参加北京卫视明星跨界音乐真人秀节目《跨界歌王》。[11]此外,他还参加真人秀《青春同学会》。[12][13] 2021年1月15日,王天辰与郭京飞、谭卓共同出演电视剧《对手》,[14]在该剧中饰演角 色丁晓禾。[15]同年12月27日,入选2021电影频道“星辰大海”青年演员优选计划名单。[16]2022年1月9日,聚焦冬奥项目专业赛场、励志体育竞技的电视剧《超越》开播,首 次出演短道速滑队员张浩宇。[17]2023年3月20日,王天辰主演取材自路遥原著小说《人生》的电视剧《人生之路》在多平台开播,其在剧中挑战复杂且矛盾的高双星。[18][19][20]9月2日,参演的都市女性群像情感大剧《她和她的群岛》正式杀青。[21]10月17日,参演的电视剧《庆余年 第二季》杀青。[22]2024年2月13日,王天辰与徐帆、马思纯等人主演的电视剧《烟火人家》在CCTV-1、腾讯视频播出,该剧自开播以来,收获不俗的热度及口碑。[23][24]11月18日,王天辰签约海宁壹起演艺经纪有限公司。[25]2025年2月1日,王天辰主演的电视剧《白色橄榄树》播出。[26] 2018年6月17日,出席在上海举办的“微博电影之夜”活动,并获颁“微博最受期待演员”奖项。[27]同年8月,凭借在电影《芳华》中的表演,获得第34届大众电影百花奖“最佳新人奖”提名。[4]同年12月,其主演的《唐砖》《归去来》两部作品双双入围由微博电视剧发起的2018首届电视剧大赏“年度人气剧集”名单,王天辰入围年度人气剧星百强名单,位列TOP80。[28] 人物经历