1997年，参演电视剧《新乱世佳人》，饰演冒之良。 2002年，参演电视剧《大哥》，饰演陈文宝。 2005年，参演电视剧《金色黄昏》，饰演马亦光。参演张黎执导的电视剧《锦衣卫》，饰演朱由检。 2006年，参演张黎执导的电视剧《大明王朝1566》，在剧中饰演太监杨金水，获大众好评。同年参演电视剧《血色湘西》，饰演麻溪铺清溪书院瞿先生。 2007年首播历史剧《恰同学少年》中饰演湖南督军汤芗铭。 2008年，在为北京残奥会而特别制作的电视剧《哑妹》中，塑造文弱书生姜云阳。 2009年，在刑侦剧《现场铁证》中首次担任男一号，饰演刑侦队队长陈元。同年，在《红星闪耀》中饰演赵赣生。同年，在都市喜剧《我是老板》中饰演马一平。 2011年，参演电视剧《弹孔》（又名《带弹孔的勋章》），并且一人分饰两角，塑造孪生兄弟邢子良、邢子玉。同年，在姜伟执导的谍战剧《借枪》中，出演地下党员于挺。在同年播出的电视剧《我的燃情岁月》一剧中饰演陈军医。 2012年，凭借参演《我是特种兵之利刃出鞘》中的反一号蝎子所为人熟知。同年，主演谍战大剧《越境》，并饰演日本军官野村。 2013年，在抗战题材电视剧《江湖正道》中出演土匪“聂双会”。 2014年，在《边城》中饰演侵华日军本部长池田正夫。同年，在《少林寺传奇藏经阁》一剧中饰演寂空。同年，在孔笙执导的年度大戏《北平无战事》中塑造保密局北平站长王蒲忱。 2015年，参演孔笙、李雪执导的古装传奇电视剧《琅琊榜》，饰演侯爷言阙。同年，参演年代剧《姐妹姐妹》，在剧中饰演军阀“卢狩云”。 同年，在电视剧《雪白血红》中饰演丁丰。同年，在谍战剧《麻雀》中饰演李默群，并凭借该剧获得2017横店影视节第四届“文荣奖”最佳男配角奖。 2016年，在高原山地军旅题材电视剧《突击再突击》中，饰演山地特战旅旅长欧阳如山。同年，出演悬疑警匪剧《我是警察》，在古装剧《大军师司马懿之军师联盟》中饰演荀彧，在古装剧《大唐荣耀》中饰演唐肃宗李亨，从一位懦弱无能的太子到淡薄无情的皇帝，其反差令人折服。同年10月12日参演由欧阳黔森编剧、闫宇彤执导的红色年代传奇剧《星火燎原之云雾街》。 2017年，在古装剧《天下长安》中，饰演萧瑀。参演谍战剧《秋蝉》，神话剧《天乩之白蛇传说》。 2018年6月18日，特别主演的古装玄幻励志剧《扶摇》登陆浙江卫视中国蓝周播剧场，并在剧中饰演长孙迥；同年主演现代都市情感电视剧《推手》，饰演梅道远。 2019年5月7日，参演的缉毒题材剧《破冰行动》在爱奇艺上线，在剧中王劲松饰演塔寨村村支书林耀东。6月，参演悬疑推理电影《嫌疑人》。10月16日，王劲松友情出演的影片《打过长江去》在全国上映。11月，出演电视剧《鹤唳华亭》。