1997年，參演電視劇《新亂世佳人》，飾演冒之良。
2002年，參演電視劇《大哥》，飾演陳文寶。
2005年，參演電視劇《金色黃昏》，飾演馬亦光。參演張黎執導的電視劇《錦衣衛》，飾演朱由檢。
2006年，參演張黎執導的電視劇《大明王朝1566》，在劇中飾演太監楊金水，獲大眾好評。同年參演電視劇《血色湘西》，飾演麻溪鋪清溪書院瞿先生。
2007年首播歷史劇《恰同學少年》中飾演湖南督軍湯薌銘。
2008年，在為北京殘奧會而特別制作的電視劇《啞妹》中，塑造文弱書生姜云陽。
2009年，在刑偵劇《現場鐵證》中首次擔任男一號，飾演刑偵隊隊長陳元。同年，在《紅星閃耀》中飾演趙贛生。同年，在都市喜劇《我是老板》中飾演馬一平。
2011年，參演電視劇《彈孔》（又名《帶彈孔的勛章》），并且一人分飾兩角，塑造孿生兄弟邢子良、邢子玉。同年，在姜偉執導的諜戰劇《借槍》中，出演地下黨員于挺。在同年播出的電視劇《我的燃情歲月》一劇中飾演陳軍醫。
2012年，憑借參演《我是特種兵之利刃出鞘》中的反一號蝎子所為人熟知。同年，主演諜戰大劇《越境》，并飾演日本軍官野村。
2013年，在抗戰題材電視劇《江湖正道》中出演土匪“聶雙會”。
2014年，在《邊城》中飾演侵華日軍本部長池田正夫。同年，在《少林寺傳奇藏經閣》一劇中飾演寂空。同年，在孔笙執導的年度大戲《北平無戰事》中塑造保密局北平站長王蒲忱。
2015年，參演孔笙、李雪執導的古裝傳奇電視劇《瑯琊榜》，飾演侯爺言闕。同年，參演年代劇《姐妹姐妹》，在劇中飾演軍閥“盧狩云”。 同年，在電視劇《雪白血紅》中飾演丁豐。同年，在諜戰劇《麻雀》中飾演李默群，并憑借該劇獲得2017橫店影視節第四屆“文榮獎”最佳男配角獎。
2016年，在高原山地軍旅題材電視劇《突擊再突擊》中，飾演山地特戰旅旅長歐陽如山。同年，出演懸疑警匪劇《我是警察》，在古裝劇《大軍師司馬懿之軍師聯盟》中飾演荀彧，在古裝劇《大唐榮耀》中飾演唐肅宗李亨，從一位懦弱無能的太子到淡薄無情的皇帝，其反差令人折服。同年10月12日參演由歐陽黔森編劇、閆宇彤執導的紅色年代傳奇劇《星火燎原之云霧街》。
2017年，在古裝劇《天下長安》中，飾演蕭瑀。參演諜戰劇《秋蟬》，神話劇《天乩之白蛇傳說》。
2018年6月18日，特別主演的古裝玄幻勵志劇《扶搖》登陸浙江衛視中國藍周播劇場，并在劇中飾演長孫迥；同年主演現代都市情感電視劇《推手》，飾演梅道遠。
2019年5月7日，參演的緝毒題材劇《破冰行動》在愛奇藝上線，在劇中王勁松飾演塔寨村村支書林耀東。6月，參演懸疑推理電影《嫌疑人》。10月16日，王勁松友情出演的影片《打過長江去》在全國上映。11月，出演電視劇《鶴唳華亭》。
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