王小偉出生在山東青島,自幼并未接觸過影視行業。一次偶然的機會,王小偉通過影視興趣班接觸到了表演專業,被表演老師發掘其身上的演繹天份,從此踏上了學習表演的道路,而后進入影視行業。

2009年,王小偉在趙浚凱執導的抗戰劇《平原槍聲》中飾演“肖陽”一角進入娛樂圈；同年,其首部電影作品《雙姝血案》也與觀眾見面,在片中飾演“寧為”。2010年,參演了路奇執導的電視劇《東方》,首次出演歷史人物“毛岸青”,并出演了電視劇《警察日記》。2011年,與顏丙燕,于震等共同出演抗戰劇《走出硝煙的女人》,憑借熱血戰士“張虎”這個角色得到了更多關注；同年,參演了古裝歷史劇《瀛寰之志》,塑造了“鄭義達”這一反派角色,并出演周盅光執導的電影《絕無退路》。2012年,在勵志劇《賴漢的幸福指數》中,飾演男二號“賈明亮”；同年,參演電視劇《走進看守所》,并在抗戰劇《那年來了鬼子兵》中出演柔弱指導員“蘇欣”。2013年,在電視劇《姥爺的抗戰》第二季中飾演日本帝國特高科科長“義雄”,再次挑戰反派角色；同年,出演了都市劇《讓生活充滿陽光》以及年代劇《大當家》。2014年,王小偉在趙浚凱執導的抗戰劇《大刀記》中,變身國民黨稅警團神槍手“楊頌華”；并參演了由何東興,劉方執導,何晟銘,闞清子等主演的年代動作劇《杜心五傳奇》；同年,參演了年代懸疑探案劇《神探楊金邦》以及抗戰劇《戰火紅顏》。2015年,王小偉出演了諜戰劇《孤戰》,飾演日軍少佐“大島”。2016年,參演了由韓雪主演的年代劇《亂世麗人行》；同年,在電視劇《學生兵》中飾演反一號“淺川達野”；并出演了青春歷史傳奇劇《思美人》,重塑秦國第一武將“樗里疾”；在現代諜戰劇《守衛者》中,王小偉再度突破,飾演有海歸背景的高級特工Steven,劇中更不乏與自己女友kate柔情似水的生死感情戲份；在年代傳奇影片《英雄烈》中,王小偉充分展現了其亦莊亦諧的可塑性,飾演為爭奪利益不擇手段的大土匪張懷義；10月25日,參演由周盅光執導的電影《杜鵑花紅》正式上映。2017年,在由李雪健,張涵宇,連奕名,何中華,韓棟等出演的電視劇《天下長安》中飾演第一個登上長安城被譽為“唐朝第一勇士”的大將軍雷永吉。2019年10月31日,參演由連子執導的電影《七月之后》正式正式上映。2020年5月28日,參演電視劇《燃燒》開播,在劇中飾演石磊；7月28日,參演網劇《刺》開播,在劇中飾演龍哥；8月6日,參演的東方玄幻仙俠劇《琉璃》播出,在劇中飾演玄石；11月15日,參演的古裝武俠輕喜劇《鹿鼎記》播出,在劇中飾演馮錫范；同年,參演由高翊浚執導電視劇《浣溪沙》。2021年3月17日,參演的電視劇《愛在星空下》播出,在劇中飾演方鵬；3月31日,參演的古裝歷史傳奇劇《長歌行》播出,在劇中飾演王君廓；4月13日,參演的電視劇《號手就位》播出。2022年3月6日,參演的懸疑探案劇《獵罪圖鑒》播出；3月24日,參演的抗戰劇《烽煙盡處》播出；6月15日,主演重大革命劇《數風流人物》開播；7月21日,參演電視劇《少年派2》播出；8月31日,參演電視劇《飛狐外傳》播出。11月30日,主演革命戰爭題材劇《虎膽巍城》在央視八套開播,在劇中飾演第三戰區一四九師營長李滿彪。12月26日,參演電視劇《向風而行》在央視八套播出,并在愛奇藝,騰訊視頻同步播出,在劇中飾演眼鏡男。2023年9月16日,出演的電影《介子鬼城》在騰訊視頻,愛奇藝,優酷上線,在影片中飾演反一號烏良海。《思美人》劇照《瀛寰之志》年代戲劇照《孤戰》劇照

在拍攝電視劇《思美人》時,為了能還原一個更真實的歷史人物,王小偉翻閱了大量歷史書籍做為參考。并與導演,編劇老師討論,在表演時加入了具有獨特的王小偉式風格的表演方式對該人物進行獨創的詮釋,得到該劇制片人和導演的高度認可。王小偉在電視劇《那年來了鬼子兵》中摒棄了以往硬氣,鐵血的人物風格。飾演文弱且柔情的新四軍指導員蘇欣。隨著三伏天的到來,橫店進入了酷熱時期,中午時段地面溫度甚至會達到三十八九攝氏度,王小偉就是在這樣的情況下堅持拍攝且毫無怨言,其敬業的態度也贏得了劇組人員的一致稱贊。《我姥爺1945》劇照現代戲戰爭戲劇照