二零零四年，他通过出演个人首部电视剧《千古风流一坛醋》正式踏入演艺圈，在剧中饰演太子一角，并为此剧献唱片尾曲《告诉你我有多想你》，由此开启了他的艺术生涯。二零零七年，他在于波与秋瓷炫联袂主演的都市情感剧《让爱化作珍珠雨》中亮相，饰演了名为金鑫的角色。至二零零九年，他首次涉足大银幕，出演了电影《凶草奇谈》，在片中扮演莫邪；同一年，他还与郭可盈共同合作，推出了合唱单曲《答应》。二零一一年，他先后参演了两部重要作品：一部是由王挺、孙淳、秦海璐领衔的抗日题材电视剧《火流星》，他在其中饰演孙涛；另一部则是由李天柱、江宏恩、陈莎莉、王宇婕主演的家庭伦理剧《忘掉我是谁》，他出演了Peter这一角色，并为此剧演唱了插曲《不想一个人》以及片尾曲《只想给你幸福》。二零一二年，他出演了改编自桐华小说《被时光掩埋的秘密》的都市情感剧《最美的时光》，在剧中饰演Linda的丈夫秦川。二零一三年，他与林江国、吴其江、石安妮等人合作，主演了史诗战争剧《壮士出川之铁血征途》，他所饰演的吴天禄是一位为掩护大部队而英勇牺牲的战士；同年，他还为花箐执导的抗战题材电视剧《上阵父子兵》演唱了同名片尾曲。二零一四年，他参演了由范志博、胡可、黑子、王同辉主演的军事题材电视剧《舰在亚丁湾》，饰演商亮一角；同年，由他主演的电视剧《壮士出川之铁血征途》获得了第二十七届中国电视金鹰奖优秀电视剧奖项；此外，他还在谢铜执导的抗日剧《我是英雄》中出演了角色。二零二二年二月二十日，他参演的年代情感剧《光阴里的故事》正式播出；同年，他还参与了作品《好好聊天》的演出。二零二三年十二月二十五日，他参演的电视剧《我知道我爱你》与观众见面。二零二四年五月八日，另一部有其参演的电视剧《不可告人》播出。二零二五年六月七日，他参演的电视剧《长安的荔枝》如期上映。至二零二六年一月二十三日，其参演的电视剧《太平年》也顺利播映。
王大宇在演艺界以其扎实的表演功底被公认为实力派演员，同时他在音乐领域也展现出卓越的才华，是一位备受认可的歌手。他发布的个人单曲《不想一个人》在各大网络平台广泛传播，积累了惊人的播放量与点击率，深受听众喜爱。在参与影视作品《壮士出川之铁血征途》的拍摄过程中，王大宇凭借其深入角色、细腻动人的演技，赢得了该片导演花菁的高度赞赏与由衷喜爱，成为剧组中备受瞩目的演员之一。