出生于表演艺术世家的王千源，自幼便未曾进入常规的托儿所，而是在父母任职的辽宁人民艺术剧院后台成长起来。在这样弥漫着浓郁艺术氛围的家庭环境中，年幼的王千源却展现出活泼好动、调皮贪玩的天性，他很少安静下来，整日热衷于踢足球、跑步、跳远等各种体育活动。父母最初引导他接触艺术，并非出于为他谋划未来职业的考虑，更多的是“希望他能稍微静下心来”。他们曾安排他学习钢琴，但仅仅几个月后王千源便放弃了。此后，父母又陆续鼓励他尝试架子鼓、舞蹈等才艺，然而直至初中毕业，他最热衷的依然是体育，甚至在临近中考时还在市级比赛中多次获得佳绩。 不过，王千源的中考之路并不顺遂，他未能考入原本心仪的学校。由于从小学习成绩并不突出，他未能进入普通高中，转而进入一所职业高中，专攻裁剪技术——在当时看来，掌握一门手艺以便毕业后进入工厂工作，是一条稳妥的出路。首次参加高考时，王千源曾报考服装设计专业，却因缺乏绘画基础而落榜。到了第二年，在父母的建议下，他尝试转向表演方向。高中毕业前夕，王千源在母亲的陪同下前往北京，为报考中央戏剧学院进行准备。初到北京，他深刻感受到自己以往视野的局限以及与同龄考生之间存在的显著差距。当时指导他的老师建议他再准备一年，于是王千源返回沈阳，在省实验学校补习文化课，同时系统学习表演专业课程。那一年，他彻底收敛了贪玩的习性，全身心投入学习，时常夜以继日地刻苦攻读，困倦时便用冷水冲头提神，甚至为了保持清醒而光着膀子靠墙站立学习。 1993年，王千源终于如愿考入中央戏剧学院。毕业后，他曾一度对前途感到迷茫，偶然得知北京儿童艺术剧院正在招聘演员，便与同学一同前去应聘。在北京儿童艺术剧院工作的三年间，王千源陆续参与了多部影视作品的拍摄，包括电影《山顶上的钟声》《荆轲刺秦王》《漂亮妈妈》。后来由于剧院内部改革，限制了演员外出拍戏的机会。为了延续自己的表演理想，王千源最终选择离开儿童艺术剧院，走向更广阔的演艺舞台。
一九九四年，演员与宁静、邵兵共同出演了由霍建起首次独立执导的电影作品《赢家》。他在片中塑造了一位失去双臂却依然顽强奋斗的青年形象，其表演真挚动人。这部影片先后荣获一九九六年第六届上海影评人奖十佳影片、第二届中国电影华表奖优秀故事片奖，以及一九九七年第五届“五个一工程”奖优秀故事片奖等多个重要奖项。次年，即一九九五年，他参演了由吴若甫和王强领衔的军旅题材电影《征服死亡地带》。时间来到一九九七年，他的演艺事业更为活跃，先后出演了陈凯歌执导的历史剧情片《荆轲刺秦》，并在孙周执导、与巩俐合作的亲情电影《漂亮妈妈》中亮相；同年，他还参与了滕文骥执导的悬疑探案剧《危情时刻》，并与王强共同主演了张汉杰执导的温情年代剧《老三届》。 一九九八年，他出演了丁黑执导的现代都市剧《致命邂逅》；同年，还与舒淇、吴辰君一同主演了叶鸿伟执导的抗战题材电影《山顶上的钟声》；此外，他与张延联袂主演了由杨亚洲执导的电视电影《婚前别恋》。一九九九年，他再次与导演杨亚洲合作，出演了其执导的另一部电视电影《大戏小戏》；同年，他主演了与莫文蔚、姜武合作的公路电影《走到底》，并与卢芳共同主演了一部儿童题材电影《欢乐公主》；也是在这一年，他参演了由陈建斌、丁嘉丽主演的情感剧《有爱的日子》。 进入新世纪，二〇〇〇年，他出演了颢然执导的电视剧《最爱》，并参演了高群书执导的电视剧《命案十三宗》的续集《真相》。二〇〇一年，他出演了邵方与叶青醇共同执导的都市生活剧《中关村风云》；同年，在陶虹、姜武主演的家庭情感剧《空镜子》中，他饰演了张波的同学陈果仁，这是一个带有女性化特质的男性角色。二〇〇二年，在改编自张爱玲同名小说的古装家族剧《金锁记》里，他扮演了男主角姜季泽的朋友陆荐云。二〇〇三年，他在朱媛媛、倪萍主演的情感伦理剧《浪漫的事》中，饰演了一位性格有些极端的环保主义者陈昊；同年，还在马戎导演的都市情景喜剧《老威的X计划》里，出演了老威的朋友史洪涛一角。 二〇〇四年，他与辛柏青、柳云龙联合主演了悬疑警匪剧《零距离》，在剧中饰演王建东；同年，还与林依轮、海清共同主演了爱情轻喜剧《男人女人向前走》；此外，在中国式婚姻爱情悲喜剧《追赶我可能丢了的爱情》中，他诠释了医生魏劲戈这一角色。二〇〇五年，他先后与高明、史兰芽主演了电视剧《中国脊梁》，与海清、赵毅主演了家庭情感剧《不能失去你》，并客串出演了一部家庭伦理剧《中国式结婚》；同年，在李骏执导的谍战情感剧《红色追击令》中，他饰演了军管会社会部主任罗江。 二〇〇六年，他在由于震、淳于珊珊主演的谍战剧《五号特工组》中，扮演了汪伪特务机构“76号”的头目齐冠雄；同年，还在戚健执导的青春偶像剧《开盘》中，饰演了一位商界精英。二〇〇七年，他主演了编剧庞一川关中系列剧的封笔之作《关中男人》，在剧中成功塑造了极具传奇色彩的关中男人王长安。二〇〇八年，他主演了与范伟、居文沛合作的当代都市喜剧电影《即日启程》；同年，还与郭晓冬、潘雨辰主演了都市情感剧《亲爱的敌人》，与闫妮、张译主演了家庭伦理剧《三七撞上二十一》；此外，他领衔主演了盗墓悬疑剧《国家宝藏之觐天宝匣》，在剧中扮演足智多谋的大侦探萧剑南。 二〇〇九年，他与吴越、常玉红主演了文艺电影《老丁的春天》；同年，客串出演了反映刑释人员回归社会的现实题材剧《永不回头》；在家庭伦理剧《复婚》中，他饰演了兢兢业业的医生薛四平；并领衔主演了抗日战争剧《地道战》，在剧中饰演高家庄的民兵队长高传宝。二〇一〇年，他凭借领衔主演的喜剧电影《钢的琴》获得了第二十三届东京国际电影节最佳男主角奖，成为近十年内唯一获此殊荣的华语男演员。凭借同一部影片，他还获得了第四十八届台湾电影金马奖最佳男演员提名、第二十八届中国电影金鸡奖最佳男演员提名，并赢得了第七届中美电影节“金天使”最佳男演员奖以及第十四届上海国际电影节电影频道传媒大奖最佳男主角奖；同年，他在赵晨阳自编自导的家庭生活剧《说谎的爱人》中，饰演了牙科医生宋彤。 二〇一一年，他与郭晓冬、郭晓峰主演了悬疑谍战剧《我是真的》，在剧中饰演冒充地下党员桑义州的特务何雄；同年，还与陶虹联合主演了都市情感剧《买房夫妻》，饰演热爱事业的知识分子兰贵成；并参演了一部儿童喜剧电影《怪兽通缉令》。二〇一二年二月十六日，在第二十四届哈尔滨冰雪电影节上，他获得了二零一一年度华语电影行业关注最佳演员奖。同年，他与连奕名、刘琳共同主演了年代军旅剧《五湖四海》，饰演中国人民解放军一连卫生员魏景林，该角色在解放南京后任卫生部医政科科长；此外，在解放西藏六十周年特制献礼剧《英雄先遣连》中，他饰演了人民英雄李狄三。 二〇一三年，他在郑晓龙执导的都市轻喜剧《新编辑部故事》中，饰演生活财经版编辑刘向前；同年，领衔主演了龚朝晖执导的战争传奇剧《异镇》，扮演霸下镇镇长李从文；也是在这一年，他获得了MSN时尚影响力大典最受欢迎男演员奖。二〇一四年，他出演了吴宇森导演的战争灾难电影《太平轮》；同年，参演了许鞍华执导的爱情传记电影《黄金时代》；并与张一山、刘涛主演了都市备孕轻喜剧《食来孕转》，在剧中饰演面临双重压力的“夹板气男”沈立东；此外，在刑侦悬疑剧《湄公河大案》中，他饰演了云南省西双版纳州公安局禁毒支队支队长高野。同年八月，他与张震、刘诗诗等联袂主演了由路阳执导的浪漫武侠电影《绣春刀》，在片中饰演了“带头大哥”卢剑星。 二〇一五年，他领衔主演了刘江导演的谍战剧《黎明决战》，在剧中饰演充满正义感的人民公安警察程樯；八月，主演了夏钢执导的悬疑爱情电影《月色撩人》，饰演一名背负着无法言说秘密的警察；九月，加盟了一部东方魔幻史诗电影《海上牧云记》；十二月，其主演的生活情感剧《猴票》顺利杀青。同年，他参演的犯罪警匪电影《解救吾先生》上映，并凭借此片获得了第三十一届中国电影金鸡奖最佳男配角奖。二〇一六年，他主演了古装奇幻武侠喜剧《健忘村》；同年，还参演了一部年代剧《英雄烈》；七月，参演了阎建钢执导的抗战剧《决胜》。 二〇一七年二月，他参加了中央电视台推出的文化情感类节目《朗读者》，并朗诵了海明威的名作《老人与海》；三月，加盟了张艺谋执导的三国题材电影《影》；四月，主演了李昕芸执导的麻辣喜剧动作电影《龙虾刑警》，在片中饰演唠贱萌的刑警杜宇飞；七月，其特别出演的现代空战电影《空天猎》杀青；八月十八日，与郭富城、刘涛主演的犯罪题材电影《破·局》正式公映。二〇一九年十一月二十二日，他与宋佳合作的犯罪悬疑电影《你是凶手》上映；同年，其领衔主演的犯罪动作电影《“大”人物》在中国内地上映，他在片中饰演了刑警孙大圣。 二〇二〇年六月，他主演的根据东野圭吾小说改编的国产电影《彷徨之刃》在重庆开机；八月二十一日，其参演的电影《八佰》上映；九月二日，与鹿晗主演的悬疑剧《在劫难逃》在爱奇艺平台播出；十一月，其主演的犯罪动作电影《除暴》上映。二〇二一年五月十七日，他参演的电影《暴风》在汕头小公园正式开机；六月三日，其领衔主演的年代剧《美好的日子》在浙江卫视播出，他在剧中饰演了工人齐向前；九月二十日，其参演的消防救援题材影片《惊天救援》发布了首款海报；十月十八日，其特别出演的电影《听到请回答》定档于二零二二年暑期上映；十一月九日，其主演的电影《隐秘世界》定档二零二二年上映，他在片中饰演以真实人物为原型的毒枭林小檀；十一月，其主演的另一部电影《猎毒》正在拍摄中，并计划于二零二二年上映。 二〇二二年一月三十日，他参加了《2022年辽宁卫视春节联欢晚会》；七月，参演了喜剧电影《动物园里有什么？》；八月十二日，其领衔主演的电影《猎屠》上映；八月二十六日，其主演的电影《世界上最爱我的人》上映，他在片中饰演丁一鸣；九月二十一日，其主演的电视剧《大考》播出。二〇二三年四月十四日，其主演的电影《暴风》上映；四月二十九日，其特别出演的犯罪庭审题材电影《检察风云》上映；四月二十八日，其主演的电影《惊天救援》上映，他还参与了该片推广曲《我是个普通的消防员》的演唱；十月三十日，其主演的电视剧《宣判》播出。 二〇二四年，其参演的电影《冲·撞》上映；一月十二日，其友情出演的喜剧电影《动物园里有什么？》上映；同日，其主演的影片《极限奇援》登陆全国院线；五月十七日，其主演的电影《彷徨之刃》定档上映；十月二十五日，其主演的电影《冲撞》全国公映；十一月二十二日，其主演的电影《金钱堡垒》上映，他在片中饰演郑义。二〇二五年一月十七日，其主演的电视剧《漂白》播出，他在剧中饰演邓立钢；一月十八日，其特别出演的电影《莫莉的冒险》上映；十月十日，其主演的电视剧《暴虎冯河》在重庆正式开机。
王千源的出生地是辽宁省盘锦市，他最初使用的本名王锦鹏之中便包含了代表这座城市的“锦”字，后来出于演艺事业的需要，他选择了王千源作为艺名，但其户籍登记上依然保留着原来的姓名。王千源本人对“源”这个字怀有特别的偏爱，在他看来，世间万物皆有其发端与起源，无数个源头交汇融合，最终构成了我们所在的广阔世界，正是基于这份哲学般的理解，他将自己的艺名确定为“千源”。王千源自幼成长在一个充满艺术氛围的表演世家，他的父亲王早来和母亲周灵芝都是辽宁人民艺术剧院的资深演员，其中父亲更是享有国家一级演员的荣誉称号。受家庭环境的深刻熏陶，王千源很早就接触了表演艺术，值得一提的是，他与父亲王早来还曾共同参演了电影《钢的琴》，在银幕上留下了珍贵的合作记录。在个人生活方面，王千源与妻子的相识源于一次朋友聚会，他的妻子是一位来自青岛的姑娘，性格爽朗亲切，通常被称为“青岛大嫚”，并且她并未涉足演艺行业，属于圈外人士。两人结婚后感情一直十分融洽，并共同养育了一个可爱的女儿，家庭生活美满而低调。
二零一一年五月三十日，王千源受邀担任俄罗斯电影展的推广大使，积极参与相关文化交流活动；同年八月，他又被委任为“亚洲新青年成长计划”的形象大使，致力于鼓励青年发展。到了二零一五年十二月二十三日，他以嘉宾身份出席了第三十届中国电视剧飞天奖颁奖典礼，与业界同仁共同见证了这一重要时刻。进入二零二一年十一月，王千源接受了甘肃省消防救援总队的特别邀请，正式出任“甘肃消防公益宣传大使”，为提升公共消防安全意识贡献自己的力量。
在众多影视作品中，王千源常常饰演那些贴近现实生活的小人物角色。尽管有时他的戏份并不算重，却总能凭借细腻而富有张力的表演绽放出独特的光彩。他的外貌或许不属于传统意义上的俊朗类型，但周身散发着一种浑然天成的阳刚气质，令人印象深刻。作为一名专注事业的专业演员，王千源在工作中始终保持着全情投入的态度，其敬业精神备受同行赞誉。毕业于中央戏剧学院的他，凭借扎实的表演功底与深厚的角色塑造能力，早已被业界公认为演技出众的实力派。无论角色大小，他总能赋予人物鲜活的生命力，让观众过目不忘。甚至有人这样评价他：即便是配角，也能以其精湛的演出吸引全场目光，有时甚至令主角黯然失色。例如，他在《浪漫的事》中塑造的“结巴”，《空镜子》里那位带女性化特质的男子，《荆轲刺秦王》中的“赵使”，以及《漂亮妈妈》里与巩俐争执的“路人甲”等角色，都成为了其表演履历中令人难忘的亮点。随着一部部作品的积累，王千源正以其独特的表演魅力赢得越来越多观众的认可与喜爱。