王雷生在美麗的海濱城市大連，身為軍人后代的父親也曾行伍，后來成為一個成功的商人。而母親則曾經是吉林市歌舞團的舞蹈演員。大約遺傳了母親的文藝細胞，王雷從小便對音樂有特殊的敏感。小學里有什么晚會，他都會被推薦去獨唱通俗歌曲。2004年，中國音樂家協會舉辦了一場名為“中國星”的流行音

樂大賽。王雷先拿了北京地區的金獎，又得了全國的第一。

因為如此熱愛唱歌，王雷在初中畢業那年，去報考遼寧省藝術學校。考試時，當時身高1.78米的王雷被表演系的老師一眼相中。便與陪同王雷考試的母親鄭重談話，建議王雷改學表演。可是，只有15歲的王雷還沒有決定自己命運的能力。于是，便在母親的做主下，上了表演專業。可是，王雷遇到了一位叫周敏的表演老師。背臺詞，喊嗓子。他的專業課在一年級時就已經是班里的第一名。在周老師的鼓勵下，王雷畢業后果然來了北京，考中戲、考電影學院，又考上戲。三個學校全部考中。專業課在中戲考了第一名，電影學院考了第五名。而上海戲劇學院雖然不知道明確的分數，但是上戲的老師給王雷來電話，囑咐他第一志愿一定要報上戲。但他最終在三個學校中選擇了中戲。入學后王雷才知道，他考試時朗讀的散文《秋天的懷念》被主考老師打了滿分。由于王雷考試時的出色表現，一入學他就當上了臺詞課

代表。曾經在班會上說話臉都會紅的王雷，此時在已經學了六年的表演之后，確定了自己的方向，他要當一名話劇演員。

臨近畢業時，中戲請了人藝的導演任鳴來給王雷所在的班排練畢業大戲《樓梯的故事》。王雷被選定扮演了戲中的男一號費爾南多。2004年3月，人藝為即將畢業的中戲的學生們舉行了一場考試。等待中，王雷接到了任鳴的一個電話，說人藝正在排演法國品特的一個作品《情人》。其中有一個跑龍套的角色，他演的那個人物是個送奶工，在劇中只有四句與女主人公的對話。《情人》公演的過程中，王雷被一部電視電影《別問》請去擔任男一號。之后王雷被人藝錄取。

2007年參演電視劇《金婚》，出演佟思博。

2010年主演現代諜戰劇《天敵》。同年，主演抗日電視劇《永不磨滅的番號》，飾演陳峰。

2011年主演抗日題材電視劇《中國騎兵》，出演角色劉春雷。同年，主演大型現代軍旅題材緝毒打黑劇《零號國境線》。主演20集紅色青春經典劇《風華正茂》，飾演毛澤東一角。與宋丹丹、范明和李小璐主演都市情感喜劇《金太狼的幸福生活》，飾演金亮一角。

2012年，搭檔王媛可主演《戰旗》，出演男一號金戈。

2013年主演電影《金太狼的幸福生活》，飾演金亮。同年，搭檔曹曦文主演都市劇《因為愛》，飾演男一號陳遠。

2014年4月，搭檔陳數主演《談判冤家》，飾演男一號羅錚錚。5月，參與拍攝電視劇《平凡的世界》，飾演男一號孫少安。搭檔李小萌主演戰爭軍旅電視劇《十送紅軍》，在劇中飾演一對烽火戀人賀堅和葉小桃。同年主演懷舊情感劇《幸福在哪里》，飾演男一號向遠。7月，搭檔車曉主演都市劇《酸甜苦辣小夫妻》，飾演男一號王凱旋。10月，搭檔劉濤主演抗日劇《鐵在燒》，飾演男一號葛十三。2015，王雷拍攝《怒火英雄》飾演男一號袁帥。

2015年，參演二戰題材電視劇《最后一張簽證》，王雷飾演的普濟州出身外交世家。