2010年底成为TF家族练习生,一年后其他学员陆续退出,只有王俊凯坚持了下来,TF家族因此得以存续 。2012年2月翻唱《囚鸟》被搜狐、优酷等网站推荐走进大众视野。
2013年8月6日与王源、易烊千玺三人组成中国内地组合TFBOYS正式出道。
2015年3月王俊凯参演张艺谋导演电影《长城》 。9月出演《诛仙青云志》饰少年林惊羽 。2016年主演网剧《超少年密码》饰主角夏常安。
2015年5月王俊凯参加了在人民大会堂举办的共青团中央优秀青年座谈会。7月代表重庆八中学生会参加在人民大会堂举行的“中华全国学生联合会第26次代表大会”,登上新闻联播。
2016年2月登上央视猴年春晚 。3月王俊凯成为第六届全国大学生绿植领养活动“绿植大使”。5月参加央视五四青年节晚会 。7月登《时尚芭莎》封面 。8月登《时尚·COSMOPOLITAN》23周年封面 。8月12日发行个人原创单曲《树读》上线23分钟即破百万试听量 。9月受邀担任联合国“为生命呐喊倡导者”。10月成为中国“火星大使” 。纽约时间10月8日参加纽约漫展《长城》发布会,成为首位携作品走向国际的“95后”少年偶像 。11月获2016新浪明星势力榜年度爱慕之星。12月,蝉联2016·百度沸点人气尖叫榜榜首。
2017年1月,登上央视鸡年春晚 。3月3日,被联合国环境规划署、大自然保护协会、国际爱护动物基金会联合授予“青年行动先锋”称号 。4月起,常驻综艺《高能少年团》于浙江卫视每周六晚8点半播出 。