王霙出生于浙江省杭州市古荡湾。12岁时考入浙江省艺术学校舞蹈班学习芭蕾舞,后因迷恋上了越剧,转入越剧学习班。13岁时被越剧改革剧组选中,成为一名越剧演员。1978年,王霙考入中央红旗越剧团,专攻小生。

王霙《开天辟地》1982年,王霙考入中央实验话剧院,进而成为了话剧演员。1989年,出演中国共产党成立70周年献礼片《开天辟地》,饰演青年毛泽东,从此成为了专演毛泽东的“特型演员”。1991年,出演革命剧《巨人的握手》。1993年1月1日,主演的革命历史片《秋收起义》上映。《毛泽东在1925》剧照1996年,在革命历史片《彝海结盟》中饰演长征时期的毛泽东。1999年4月4日,参演的革命历史剧《黄克诚》播出。2001年6月5日,主演的纪念建党八十周年历史故事片《毛泽东在1925》上映,王霙凭借该片获得第8届中国电影华表奖优秀男演员奖；同年,还主演了革命历史剧《日出东方》。2003年,主演越剧电视剧《毛泽东与杨开慧》,与越剧演员舒锦霞合作演绎了毛泽东与杨开慧壮烈的爱情故事；同年,还主演了为纪念毛泽东同志诞辰110周年而制作的历史故事片《毛泽东去安源》。2006年10月16日,主演的纪念红军长征胜利70周年献礼片《我的长征》在北京人民大会堂首映,王霙凭借该片获得第26届中国电影金鸡奖最佳男配角奖。2007年7月23日,主演的革命剧《井冈山》在中央电视台综合频道首播,其在剧中也再次饰演了青年时期的毛泽东,并在剧中展现了毛泽东与战友们共同开创井冈山革命根据地的斗争历史。2010年1月16日,主演的中华人民共和国建国60周年献礼剧《红色摇篮》在中央电视台综合频道播出,王霙首次与张晶晶合作,将毛泽东和贺子珍相互扶持,共建革命家庭的事件一一还原展示；9月21日,他凭借该片获得第25届中国电视金鹰奖观众喜爱的电视剧男演员奖。2011年7月,主演的纪念中国共产党建党90周年暨辛亥革命100周年的舞台情景剧《大地铭记》在北京人民大会堂上演。2012年4月26日,主演的革命历史片《扎西1935》在北京京西宾馆首映,他在剧中与杨雨婷合作,再现了“扎西会议”前后在乌蒙山区毛泽东与贺子珍之间的美好爱情。2014年9月1日,参演的历史故事片《卓尼土司》上映；10月8日,主演的革命历史剧《领袖》播出,他在剧中展现了遵义会议前后毛泽东的奋斗历程。《血战湘江》剧照2017年6月30日,主演的战争电影《血战湘江》上映,其在剧中展现了虽被党内“左”倾机会主义分子剥夺红军指挥权,但却依然心怀天下,忍辱负重,有血性的毛泽东形象。2018年3月,王霙入选《中国电视剧60年大系·人物卷》；8月,主演中华人民共和国成立70周年献礼剧《重庆谈判》；同年,还主演了革命历史片《红色圩场》,并再次饰演了井冈山斗争时期的毛泽东。2019年7月29日,参演的年代剧《特赦1959》在中央电视台综合频道首播。2021年4月23日,王霙参演的庆祝中国共产党建党100周年献礼片《生死坚守》在全国公映。

1981年,王霙和成郁馥结婚,在度过16年的婚姻历程后因性格不合,于1997年10月正式离婚。2000年,王霙拍摄电视剧《毛泽东在1925》期间,与化妆师贺亚琳因戏生情。2002年7月,王霙与贺亚琳结婚。

2006年6月5日,参加由共青团贵州省委举办的“励业工程”青春义演晚会,为“励业工程”奉献爱心。2021年6月1日,参加在中国电影博物馆举行的“看电影连环画学党史”100部红色经典连环画首发式暨西部校园捐赠仪式,在公益宣言环节表达了自己与红色电影的情缘和创作感悟。2023年3月26日,参加由北京市关工委,北京市文联共同主办的“我们爱诗词”——第二届北京市小学生诗词大会决赛暨颁奖仪式,现场与学生们共同表演了诗词节目。

王霙扮演的青年毛泽东鲜活而又人性化,他的崭露头角为多年来相对模式化的银幕毛泽东形象注入了新鲜的血液,而其在革命历史剧《井冈山》中,则将青年毛泽东意气风发,一心报国的形象诠释的深入人心。作为特型演员中的代表,王霙在众多优秀的影视剧作品中有过多次出色的演出,他将丰富多彩,有血有肉,且不同时期的毛泽东形象呈现在荧幕上,成功完成了角色的使命,并成为了串起剧集的关键人物,其表现也受到了专家和观众的好评。在革命历史剧《领袖》中,王霙并不墨守成规,而是在细节方面力求达到完美,他也将毛泽东敢做敢为,永不言败的伟人气质,挥斥方遒,指挥大军作战时的霸气与自信一展无遗。