1936年，入读于日本国立东京美术学校。先在预科向田边至处学习素描，后在藤岛武二画室学习油画。

1937年，参加“山东同乡时事讨论会”活动。七七事变后，返回中国参加抗日救亡活动；经留日同乡会介绍到中国共产党山东鲁西北特委领导的聊城保安司令部政训处工作，画抗日宣传画；同年秋，赴日本东京留学，在东亚日语高等学校学习日语，同时在川端研究所学习素描；9月—12月，创作作品《总动员》《保卫家乡》《杀敌》等。

1938年1月—4月，为驻武汉上海青年服务团内地工作团画抗战宣传画《大刀向鬼子们的头上砍去》《在敌占区的妇女》《游击队员》《平型关大战》《再上前线》《保家卫国》《全民动员》《人民惨遭杀害》《青年农民被捉》《流离失所》等20余幅；4月，任职于武昌国共合作政治部3厅六处3科（即文艺处美术科），创作《台儿庄会战》《南口大战》《打回老家去》等宣传画。另参加起草黄鹤楼大壁画《总动员》；8月，经武汉、西安八路军办事处介绍，有组织地徒步去延安；9月，在延安抗日军政大学四大队第十队学习；12月，任鲁迅艺术学院美术系教员、研究员，从事美术教学和创作。

1940年，参加鲁迅艺术学院二周年纪念美术作品展览会；另创作素描稿《读报》，创作组画《平型关大战》6幅，绘制小油画《自卫军宣誓》。

1941年，创作漫画《希特勒的战车》。

1942年，参加鲁迅艺术学院在边区美协俱乐部主办的“反侵略画展”；4月，创作木刻画《开荒》，并发表在《文艺战线》月刊上；5月，参加延安文艺座谈会；9月，加入中国共产党；另和美术系同志一起创办《桥儿沟画报》。

1943年，创作作品《进边区》《二流子转变》；10月，创作毛主席木刻像。

1944年，在教学工作中采取作品观摩、展览、现场讨论、提意见等方式，实行民主教学。

1948年，任华北大学文艺学院教授、研究员。

1950年，与丁井文、顾群共同创作大幅油画《毛主席和斯大林》，创作素描《毛主席与任弼时》草图。

1950年—1973年，历任中央美术学院油画系教授、研究部副主任、党委统战委员、中国美术家协会常务理事。

1952年，为北京天安门人民英雄纪念碑浮雕《南昌起义》起草草图3张；9月，到井冈山体验生活，搜集资料,创作油画第一幅《井冈山会师》，于次年出版发行。

1953年2月—3月，在鞍山钢铁体验生活，搜集资料，创作作品《发明者的夜晚》；9月，出席中国文学艺术工作者第二次代表大会，当选为中国美术家协会理事。

1953年—1956年，任中央美术学院研究部副主任，负责组织教师进修。

1953年—1966年，参与中国人民银行所属五四一厂创作设计人民币票面画的工作，设计十元钞票。

1954年，为吴运铎图书《把一切献给党》绘制封面和插图（素描）；4月，参加中苏友好协会组织的文化界五一观礼代表团赴苏联访问，创作《莫斯科大学夜景》等30余张人物和风景画。

1954年—1955年，继续收集创作《血衣》的素材，在土改资料和连环画上看到“血衣”的故事，从而找到了展开画面的一把“钥匙”，绘制以“血衣”为中心的第二稿草图，绘制了《血衣》创作性习作双目失明的老妈妈、青年妇女、持地契的老农等多幅。

1955年，带领中央美术学院业务教师去京郊来广营农村深入生活和写生；作品《发明者的夜晚》发表在《美术》杂志二月号上，并印刷单幅发行。

1956年，创作插图《渡乌江》；5月—7月，带领油画系学生到河北涞水县龙安村深入生活。去河北晋县继续搜集创作《血衣》的素材。绘制《血衣》创作性习作：控诉者妇女、残疾者拄棍老农等多幅；另为军事博物馆重新创作油画《井冈山会师》，并为第一幅《井冈山会师》重新构图。

1960年7月，在中国文学艺术工作者第三次代表大会上当选为中国美术家协会常务理事。

1961年6月，素描画册《血衣》出版。

1962年4月 ，《王式廓素描集》出版；8月，作品《血衣》发表在《美术》第四期。

1963年，将34幅《血衣》创作性习作赠送给中国美术馆.

1964年—1965年，创作《长征组画》草图2幅。

1965年—1966年，借调到革命历史博物馆从事革命历史画创作，任历史画创作组业务领导及党支部书记。

1967年—1968年，被诬告为“特务”“黑帮”等，强行“隔离审查”，备受摧残达8个月。

1969年，创作《血衣》油画草图。

1970年—1972年，下放到河北磁县东陈大队和石家庄获鹿县前东蓖大队。

1972年10月，返回北京，修改《血衣》油画稿，又画《转战陕北》油画稿，重画《毛主席和我们在一起》《井冈山会师》《发明者的夜晚》《参军》，创作作品《转战陕北》《大生产》《讲话》《火焰》《长征组画》《中华儿女多奇志》，画《转战陕北》油画草图。

1973年4月，在河南搜集《血衣》油画素材；5月23日，在河南逝世，享年62岁。

1939年，王式廓与吴咸结婚，两人育有王其智、王荻地、王延获、王晓欣、王群五个子女。

王式廓的作品画面有雄浑韵律。追求形象给他的整体感受。使得他的画有一种细处不拘谨，整体却很强烈的艺术效果。他的作品中每一个人物都独特且饱含故事与激情。这也贯穿在他的教育理念之中：注重整体结构和关系，突出人物的性格和经历。

王式廓能驾驭素描、油画、版画、水墨画等多种艺术语言。

王式廓一生坚持现实主义创作原则，主张艺术要反映现实生活，为工农兵服务、为革命战争和经济建设服务。王式廓认为“对人的深刻理解是现实主义的根本问题”。这不止是一个认识方法问题，而是带有普遍美学和社会学的意义。对人、人的命运的关注和理解，是王式廓现实主义艺术的出发点和归宿。王式廓正是以此展开了他的现实画卷。他画工人、农民、战士、干部、英雄、领袖；男人、女人、老人、儿童、中国人、外国人……但他不断重复的、大量的还是农民。农民──中国社会的主体，也是王式廓现实主义创作的主体。王式廓从青年时代起，就立志要表现农民，画出他们的苦难和不平。王式廓画的许多形象都是来自生活的直接和间接体验，都是“深入观察生活和人们心灵的结果。”

王式廓无意编撰一部中国现代农民运动史，但把这些画面衔接起来，却是一幅历史画卷，它反映了在中国共产党领导下农民群众翻身解放走社会主义道路的历史进程，揭示了在这场变革中农民群众精神面貌的变化。王式廓提出创作、构思要“先有人物形象”。同时又认为，仅仅抓住一般形象还不够，还必须时时刻刻抓住生活中的可视的形象，因为绘画艺术的形象是通过视觉传达给观众的。王式廓重视绘画艺术的可视性，强调画家必须用画家的眼睛观察人、观察生活、观察一切，抓住可视的形象──可视的事，可视的人（动态和表情）。这种可视的事，可视的人往往是在瞬间展示本质特征，具有一定的情节性。

王式廓作品《血衣》以现实主义手法再现了土地改革斗地主的场景。画面中，无论是双目失明的母亲、持血衣控诉的妇女、持字据的老汉、残废者或是青年民兵等形象，画家都对其进行了真实的描绘，鲜明地洋溢着作者对主人翁的同情和热爱，对这些善良农民的悲惨遭遇的不平。浑厚浓郁的色彩、奔放粗犷的线条，对人物细节的艺术处理达到了画面真实与现实真实的统一，使人物的外在形象与内心世界浑然一体，具有强大的视觉冲击力和心灵震撼力。

王式廓作品《井冈山会师》构图巧妙，色彩鲜明。画面中两面挥舞的红旗既象征成功会师，又在视觉上将观众的目光凝聚到画面中，与周围的暗色调形成对比，使人眼前一亮。远景中高山巍峨，更突出胜利会师的跋山涉水、来之不易。

王式廓套色木刻作品《改造二流子》创作于1943年，画面中的二流子畏缩在一旁接受来自同乡长辈和同辈们的批评和教育，而一旁的婆姨以一种不愿意面对而十分伤心的样子背朝观众依卧在碾盘上。画面具有强烈的戏剧性以及动态性，作者将教育的地点选在了二流子的院子门口，给人一种真实的生活感，而二流子身边围绕着的劝解、教育的人们，从他们的服饰上进行区分，在这场教育改造中分别承担了不同的角色。每个人的动作各异，有的用其家人作为例子进行劝解，有的直指二流子的不当行为，有的抱着孩子来进行教化等等。其次，作者将劝解的人群的衣着与二流子一家的衣着进行了对比，旁边无论老少都是穿着暖和而厚实的新衣服，而一边的二流子一家人却穿着补丁摞补丁的破衣烂衫，由此凸显了二流子一家生活的困顿和恓惶。画面中无论是劝导改造的长辈还是围观的群众，看起来个个都是紧皱眉头，苦口婆心的样子，表现出了他们对二流子哀其不幸，怒其不争的惋惜之情和关怀之意。同时，作者在画面中整体营造出了一种对立的紧张气氛。作者正是通过这样一个画面来表现当时生活中的一个场景。

王式廓作品《血衣》形成的“深入生活一索材写生一草图研究一画布创作”的创作方式，对中国主题性创作和学院教学产生了影响。

“王式廓是中国二十世纪杰出的绘画大师和卓越的美术教育家，他的素描在中国现代绘画史上享有很高的地位，是中国现代最优秀的艺术家之一。”（王式廓基金会评）

“王式廓毕生致力于艺术创作和艺术教育，桃李满天下，是中国社会主义时期最杰出最著名的画家和美术教育家之一；作为中华人民共和国美术的奠基人之一，他是中国20世纪美术史重要的现实主义画家；王式廓的一生是坎坷跌宕的一生，他与20世纪的中国革命与社会主义建设历史同行，既为它贡献自己的一己之力，也因它饱经风霜的考验。王式廓的伟大在于他始终不渝地坚持现实主义的创作精神，坚守艺术的良知和人本主义情怀。”（中央美术学院美术馆评）

“王式廓的伟大在于他始终不渝地坚持现实主义的创作精神，坚守艺术的良知和艺术的人本主义情怀。”（画家潘公凯评）

“王式廓是中国美术界的重要人物。”（《解放军报》评）

“王式廓是中国著名革命现实主义画家和人民美术教育家。”（《北京日报》评）

“王式廓是中国知名的现实主义绘画大家，卓越的人民美术家和美术教育家，是中华人民共和国成立以来具有高深造诣的优秀艺术家。”（《人民日报》评）

“王式廓在艺术上已经有了相当高的造诣。在日本学习索描的时候，在构图和造型的能力上，特别对人体的结构造型方面的修养相当高，确实有很深的工夫。”（油画家冯法祀评）

“王式廓不仅是伟大的，而且是神奇的，在中国、甚至世界每个博物馆没见过这么好的作品、这么好的农民形象。这不只是代表着中国的最高绘画水平，而且也代表着世界的最高绘画水平。”（中央美术学院附中院校长丁井文评）

“王式廓达到的素描的艺术高峰是很难得的，这是我们时代的骄傲，产生这样的作品不容易。”（中央美术学院原副院长罗工柳评）

“我从来没有看到过这样好的索描。王式廓的素描表现力很强，人物形象的塑造大都具有强烈的阶级属性，这在同代画家中很少见。他具有深厚的索描基础，而素描本身也有很高的欣赏价值。”（北京师范大学美术系教授辛莽评）

2011年，吴咸向中央美术学院捐赠王式廓作品200余幅，以及200万元人民币，建立王式廓奖学金。以此为基础，王式廓的后人于2016年成立王式廓基金会。

2016年，王式廓奖正式创办，该奖项为30岁至45岁艺术家提供资助。

2023年5月，根据《国家文物局关于颁布1911年后已故书画等8类作品限制出境名家名单的通知》，王式廓被列入“1911年后已故书画类作品限制出境名家名单”，其作品一律不准出境。