2010年，王博文报名参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》的比赛，获得杭州唱区20强、全国61强；同年，参加台湾歌唱选秀节目《超级星光大道》的比赛，获得内地10强。

2011年，参加江苏卫视选秀娱乐节目《激情唱响》的比赛，获得全国18强。

2013年，报名参加湖南卫视选秀娱乐节目《快乐男声》的比赛，获得北京唱区11强、全国30强；9月12日，推出首支个人单曲《这个夏天》；9月13日，推出个人第一本成长历程写真集《十九岁的变奏曲》，其中收录了大量王博文生活工作的照片，记录了王博文的生活点滴，用图文的形式讲述了王博文的运动和星路历程。

2014年，与HOPE组合、陈希郡、张薪瑞一起参加公益歌曲《梦想起航》的录制；同年，参与拍摄章国庆执导的电影《我的23岁》，在剧中饰演夏纲；5月，参与拍摄王熠执导的电影《轻羽飞扬》，在剧中饰演陈少阳；5月19日，推出个人专辑首波主打歌曲《那个他，是我》；之后，跨界参与话剧《爱情广告之龙凤呈祥》，这是他首次尝试反串演出；8月2日，推出个人首张迷你专辑《重生》，收录了《那个他，是我》、《这个夏天》、《重生》、《我能够》四首歌曲；12月，推出专辑《重生》的海外版《Bowen王博文》，并飞赴马来西亚进行宣传。

2015年1月，推出与魏一宁、陈骁、Crayon Pop合唱的单曲《123 新年好》1月31日，获得“第十届劲歌王金曲金榜年度音乐盛典”内地新晋歌手奖；7月，推出与汪睿合唱的歌曲歌《最需要的时候你离开》；12月5日，获得“音乐先锋榜颁奖典礼”年度乐坛进步奖。

2016年3月，与彭昱畅、孙雪宁、伊丹爱莉合作主演都市幻想网络剧《器灵》，在剧中饰演白天洛，这是他的首部网络剧作品；同年，与孟瑞、厉娜合作主演爱情网络电影《不可抗力之男仆的秘密》，饰演秀气腼腆的舒念，此外他还创作并演唱了电影的插曲《梦》8月20日，与孟瑞领衔主演的爱情电影《不可抗力爱上你》上映；9月，推出第二张个人EP专辑《W.BOWEN》，收录了包括《我想你永远不会知道》、《星空下的秘密》等在内的5首歌曲；12月16日，获得“第11届劲歌王全球华人年度音乐盛典”全能艺人奖，而歌曲《我想你永远不会知道》则获得国语金曲奖。

2017年4月21日，其主演的爱情电影《恋恋有声》上映，而他在片中则饰演了男主角宋歌的好兄弟王小白；4月25日，获得“最具粉丝影响力明星颁奖盛典”最受粉丝欢迎男艺人奖；随后，担任芒果TV选秀娱乐节目《快乐男声》云唱区晋级赛的挑食团团长；5月，担任东方卫视女性才艺情感真人秀节目《妈妈咪呀第5季》天津招募站的评委；5月18日，受邀参加法国戛纳电影节；6月，参与录制湖南卫视《快乐大本营》二十周年特别节目 和安徽卫视《谁是你的菜第三季》，并加盟《饭局的诱惑第二季》；7月6日，在出道四周年当天发行原创单曲《因为有你》；7月12日，作为常驻嘉宾参加的北京卫视原创明星跨界喜剧竞技秀节目《跨界喜剧王第二季》播出，他最终获得了总冠军；8月16日，主演的校园爱情悬疑喜剧《青春最好时》在腾讯视频上线；9月1日，推出首张个人音乐专辑《1461》；11月9日，主演的都市情感剧《新围城》在北京开机，他在剧中饰演全能型人物“李才”；12月，作为常驻嘉宾参与腾讯视频户外竞技综艺《王者出击》。

2018年1月17日，自导自演的首支MV《因为有你》上线；1月29日，受邀加盟北京卫视春晚，主演小品《那一夜的春天》1月31日，获得《新京报》“大美新生”中国时尚权力榜“年度新势力男艺人奖”；2月10日，获得CCTV-15《全球中文音乐榜上榜年度盛典》年度最佳新锐男歌手奖；3月19日，出席中法文化交流荣耀盛典-中法国际电影周启动仪式；3月25日，与娄艺潇、程潇、吴宣仪等合作的旅行真人秀节目《闺蜜的完美旅行》播出；3月30日，主演的电视剧《青春最好时》海外开播；4月13日，获得周末画报mno摩登之夜“摩登风尚潜力艺人”奖；4月26日，推出个人原创单曲《最后》，该歌曲进入各大音乐平台内地榜单榜首，并获得了全球中文音乐榜上榜6月首周冠军；6月6日，出席丝路凝聚力盛典新闻发布会，获得“丝路优秀青年歌手”奖项；6月15日，其参加的芒果TV综艺节目《密室逃脱·暗夜古宅》播出；7月20日，推出个人音乐EP《食光机》；8月，作为常驻嘉宾录制湖南卫视《我是未来第二季》，并演唱节目主题曲《未来在来》；8月3日，作为“青春能量官”助阵芒果TV“青春芒果节”；8月24日，出席优家画报·Instyle年度偶像盛典，获得“年度最具表现力大奖”；12月16日，获得丝路凝聚力盛典年度突破全能男艺人奖。

2019年1月17日，获得“花房之夜”年度全能艺人奖；其后，主演电视剧《初恋那件小事》在深圳开机；3月27日，推出个人单曲《焦糖人生》 [50]  ，4月6日，参加CCTV-15音乐打榜类节目《全球中文音乐榜上榜》，凭借歌曲《焦糖人生》获得4月首周冠军 ；4月14日，为电视剧《你好，对方辩友》演唱的插曲《夏至》上线；4月25日，他被评选为LikeTCCAsia中国区最美100张新面孔第44位；5月6日，获得流行音乐年度盛典年度魅力飞跃歌手奖5月20日，参加在云南大剧院举行的“一生不变”全明星演唱会；5月25日，担任品冠北京演唱会的特邀嘉宾；此外，他还加盟了芒果TV《肌战2019》；6月2日，出演的爱奇艺综艺《星空下的童话》播出；6月23日，担任中拉国际模特大赛颁奖嘉宾；10月23日主演电视剧《初恋那件小事》在湖南卫视青春进行时剧场首播，在剧中饰演王一超；12月1日，参演的都市情感轻喜剧《热爱》播出。