1989年毕业于北京医科大学研究生院；1995年获得国际抗癌联盟（UICC）ICRETT奖学金，前往美国华盛顿大学和芝加哥大学学习和交流；1997年获美国胸外科学会(AATS)GrahamFellow奖学金（全世界每年1人得奖），在美国接受严格的临床和科研训练，先后在哈佛大学(MGH)，MayoClinic等著名医学中心从事临床和科研工作。2000年开始受聘为北京大学教授，主任医师，博士生导师。2019年11月22日，当选中国工程院院士。

现任北京大学人民医院胸外科暨胸部微创中心主任，北京大学第三医院海淀院区暨北京市海淀医院胸外科主任，中国医师协会住院医规培胸心外科专业委员会主任委员，国家卫计委住院医规培胸心外科考核委员会主任委员和胸外科内镜诊疗专家组组长，中国医师协会胸外科分会副会长、中国抗癌协会肺癌专业委员会副主任委员，卫生部突出贡献中青年专家，国家“863”课题主持人；前世界华人胸外科学会（ICSTS）会长，前国际食管疾病学会（ISDE）亚洲主席。担任国际肺癌联盟官方英文杂志《LungCancer》编委、《中华胸心血管外科杂志》执行主编，《中国胸心血管外科临床杂志》、《ThoracicCancer》和《中国微创外科杂志》等杂志副主编，以及《中华医学杂志》、《中华外科杂志》等十余种国内学术刊物的常务编委和编委。

从事胸外临床和研究32年，致力于胸部微创探索和推广25年，是我国成功开展首例电视胸腔镜手术的医生。针对中国肺癌患者的特点，创立了肺癌手术的“王氏技术”并推广应用，被《LancetOncology》2015年第11期封面文章“Globalcancersurgery”评价：“王氏技术解决了中国肺癌病人纵隔淋巴结多、粘连严重等增加手术风险的技术难题，促进了中国肺癌微创手术的普及”；建立了中国肺癌微创综合诊疗体系，早期干预肺部小结节，显著提高了我国肺癌早诊早治水平，研究成果被3个国际肺癌诊治指南列为重要引证文献。主持了胸腔镜术式的前瞻性多中心随机对照临床研究，修改了2个国际指南；创新培训推广模式，引领中国胸外科实现从传统开胸到现代微创的全面转型升级。

获美国胸外科学会GrahamFellow奖（全世界每年仅授一人）；2012年以第一完成人获得国家科技进步二等奖，这是我国肺癌诊疗领域迄今为止唯一的国家级奖项；还获吴阶平医学创新奖，吴杨奖，“中央保健工作先进个人奖”。拥有9项国家实用新型专利。发表论文304篇，他引3572次，其中以第一或通讯作者发表SCI论文42篇；主编中文专著和教材13部，英文专著一部。