1971年，王洛勇就离家去湖北十堰的一所戏曲学校学习京剧武生。他每天清晨苦练基本功，摸爬滚打、舞刀弄枪。这样的生活过了5年，期间他练就了扎实的形体表演基本功。17岁时，王洛勇又去武汉音乐学院主修圆号
1981年，23岁的王洛勇考上了上海戏剧学院，跟当时已经崭露头角的校友孙淳、刘威比起来，他很不自信。但四年过去，1985年，王洛勇在上海戏剧学院毕业，同时也获得文学学士学位，优异的表现使他留校任教，任教期间，萨日娜、郭冬临、高曙光等都曾是他的学生。而在一次艺术节活动上，王洛勇遇上了一个美国代表团，了解到在美国的一部戏剧经常能演上七八年，甚至30之久，这使他对百老汇的舞台产生了向往。同年，路易斯安那大学戏剧学院给了王洛勇6000美元奖学金，他立刻辞了工作去美国学表演。可到美国的第四天，他因英语发音问题被取消了奖学金。在一系列碰壁后，王洛勇费尽周折最终就读美国波士顿大学戏剧表演系。
1986年12月25日，王洛勇为省1美元地铁钱，徒步到百老汇，并暗自发誓成为百老汇剧中的主角。1989年5月，王洛勇在美国波士顿大学戏剧院毕业并获得文学艺术硕士。之后王洛勇在威斯康辛大学教了六年表演。
1995年7月4日，王洛勇实现了心中的梦想，以《西贡小姐》主演身份站在百老汇的舞台上。
1999年，王洛勇因在百老汇主演《西贡小姐》获得了美国福克斯演员奖最佳男演员奖。
2001年，已在美国打拼十四年的王洛勇决定回国发展。而他也受到上海戏剧学院的邀请，担任学院的客座教授，为表演系的学生授课。
2002年2月1日至5日，王洛勇首次回国挑战话剧舞台，在上海美琪大戏院主演的现代历史话剧《孔乙己正传》。11月，与好莱坞华人演员邬君梅以及吕凉、周野芒联袂主演电视剧《走过旧金山》，饰演主人公丁明杨。
2003年，由李文歧执导的电视剧《林海雪原》在筹拍时，男主角的人选迟迟不能确定，最初扮演杨子荣的演员锁定陈道明，后来想请演员孙海英出演，最终因他人推荐剧组还是选择了王洛勇来饰演男主角解放军剿匪英雄杨子荣。同年，在25集电视连续剧《生死卧底》中出演卧底公安朱阳光。
2004年，参演由陈国星执导的当代言情剧《空房子》，与宋丹丹在剧中饰演一对夫妻。同年，在电影《邓小平1928》中饰演曹无容，并获得第25届中国电影金鸡奖最佳男配角奖提名。
2005年，凭借在电视剧《生死卧底》中的精彩表现，王洛勇获得第25届中国电视剧飞天奖优秀男演员奖的提名。同年，主演由阎建钢执导的反映家族情感伦理和人生命运的长篇电视剧《阴阳关·阴阳梦》，扮演三爷这个角色。
2006年，与于荣光、努尓比亚联袂主演根据1963年的同名电影改编的30集电视剧《冰山上的来客》，饰演男主角杨排长，一位鲁莽的热血军人。同年，在北京长城公社，王洛勇又参与意大利导演吉赛贝·托纳多雷的“世界名导拍北京”的短片拍摄，他在片中担任男主角一位钢琴师。
2007年，与何政军领衔主演24集战争电视剧《最后的子弹》，两人在剧中饰演一对亲兄弟。
2008年2月，主演由管虎执导的电视剧《活着真好》，王洛勇与王菁华首次联袂扮演夫妻。10月，传奇动作剧《李小龙传奇》在中国中央电视台首播，王洛勇在剧中饰演李小龙父亲李海泉的朋友邵如海。
2009年3月，与苗圃、舒萧霖联袂主演励志剧《中国维和警察》，剧中饰演男主角冯力伟。6月，因《简·爱》在国家大剧院开演，王洛勇又重回话剧舞台，他也在剧中饰演罗切斯特。
2010年，与殷桃、黄秋生联袂主演历史剧《杨贵妃秘史》，剧中王洛勇饰演诗仙李白一角。
2011年，在李文岐执导的电视剧《焦裕禄》中挑大梁，饰演焦裕禄。同年，在黄克敏执导的电视剧《绝杀》中饰演男一号袁飞一角。
2012年，王洛勇因出演电视剧《焦裕禄》被中国电视剧导演协会提名为优秀男演员。
2013年，与刘威葳、成泰燊联袂主演抗战电视剧《东北抗日联军》，饰演抗日英雄杨靖宇。
2014年，在知青题材电视剧《返城年代》中客串知青办主任，而他也在后期制作阶段为外国演员配音。
2015年，出演董玲导演的电影《无罪辩护》。
2015年12月23日，作为嘉宾出席了第30届中国电视剧飞天奖典礼。
戏剧
影视
王洛勇在美国留学期间因6年连演2478场音乐剧《西贡小姐》而成为蜚声国际的百老汇华裔表演艺术家，其精湛的演技使他享有“百老汇华裔第一人”的美誉。他也被美国《纽约时报》等媒体赞为“百老汇的百年奇迹”，“填补了百老汇历史上没有亚洲人演主角的空白”。
