王伟生于山东滨州，成长于书香世家，自幼对音乐、舞蹈有敏锐的天赋，在她10岁时便跟随高培芬学习古琴。而在重庆大学表演系毕业后，她将自己在音乐、表演、舞蹈与美学等等艺术上的想法，融合到了自己的第一份主持工作中。

2006年，王伟出演警匪剧《生死搭档》，由此开始演艺生涯。2007年，王伟将事业的重心放在了主持方向。2008年，出演由于立清执导的谍战剧《雾都魅影》。2009年，担任时尚栏目主持人的王伟放下了话筒，出演谍战剧《喋血钱塘江》，并顺利转型。2010年，与海顿、周牧茵等合作出演谍战剧《决战华岩寺》。2011年，与小沈阳、李晟等合作出演古装轻喜剧《怪侠欧阳德》。

2013年，出演民国爱情剧《京华烟云》；随后，出演由李云亮执导的战争悬疑剧《狼烟遍地》，她在剧中饰演地下党游击队的女战士薛云；同年，与陈楚河、钟欣潼等合作出演动作剧《迫在眉睫》。

2014年，与耿乐、陈丽娜等联袂主演悬疑谍战剧《猜拳》，她在剧中饰演敢爱敢恨、泼辣爽直的“村姑”王凤凰；同年，主演悬疑探案剧《神探杨金邦》，她在剧中饰演律师于建梅；随后，与朱泳腾、韩雪等合作出演抗战剧《冲出月亮岛》，她在剧中饰演为越狱行动而牺牲的女战俘邱天红。

2015年，与于震、尹航合作出演抗战剧《踏破硝烟》，她在剧中饰演方主任；同年，主演都市爱情剧《心香女人》，她在剧中饰演与韩栋青梅竹马的鞠姗姗；随后，客串古装言情剧《寂寞空庭春欲晚》，她在剧中饰演城府较深，用心险恶的安嫔；12月，与乔振宇、安以轩等合作出演悬疑侦探剧《昙花梦》，她在剧中饰演锦线内部的高手李丽兰。

2016年3月，与黄志忠、柯蓝联袂主演年代剧《金水桥边》，她在剧中饰演从生活富足的大小姐，到用坚韧支撑起整个家庭的郑新兰；5月，主演年代传奇剧《客家风云》，她在剧中饰演敢爱敢恨的客家女孩铁茉莉；随后，与梅婷、朱丹等合作主演都市情感剧《和女人的战斗》，她在剧中饰演单纯天真，有些冲动短视的陈晓玲；7月，王伟在根据月关同名网络小说改编的古装历史剧《回到明朝当王爷之杨凌传》中饰演母仪天下的端庄张皇后；8月，与周迅、霍建华合作主演古装宫斗剧《如懿传》；11月，出演改编自秦简同名小说的古装剧《锦绣未央》，她在剧中饰演性格泼辣、刁蛮任性的柔然安乐公主。

2017年1月，与江铠同、李威等合作主演都市爱情剧《爱，来得刚好》，她在剧中饰演与段天朗青梅竹马的鞠姗姗；同月，出演由朱江执导的悬疑电影《御前法医—大仵作》。

2018年11月1日，参演的电视剧《黄土高天》在中国大陆首播。

2019年5月18日，参演的电视剧《麦香》在CCTV-1综合播出，在剧中饰演陶二兰。10月25日，参演的电视剧《希望的大地》在央视一套播出，在剧中饰演谷淑珍。

在生活中有着可爱、阳光、活泼性格的王伟通过在影视作品中塑造的角色，令观众对她留下了深刻的印象。（网易娱乐评）

王伟塑造的女性角色往往令观众眼前一亮、并且过目不忘，而她活泼、逗萌、率真、泼辣等多种表演方式极富个性，也很有戏剧张力。（导演李云亮评）王伟真实的演绎出了一个时代女性，无论是形象还是情感，郑新兰这个角色的成功塑造，都与王伟的精心演绎密不可分。（导演刘飚评）