王洛勇的艺术领域极其广泛，包括电影、电视剧、戏剧、音乐剧。他的身份也是多重的，既是教授，同时也是演员、导演、编剧。是一个不折不扣的全能型艺术家，撰写过三部电影剧本，主演了四部好莱坞的电影，还执导过包括名著《哈姆雷特》、《蝴蝶君》等十余部戏剧，并将人艺的话剧《狗儿爷涅槃》翻译成英文版搬上百老汇的舞台。

1995年7月4日，王洛勇实现了心中的梦想，以《西贡小姐》主演身份站在百老汇的舞台上。

1999年，王洛勇因在百老汇主演《西贡小姐》获得了美国福克斯演员奖最佳男演员奖。

2001年，已在美国打拼十四年的王洛勇决定回国发展。而他也受到上海戏剧学院的邀请，担任学院的客座教授，为表演系的学生授课。

2002年2月1日至5日，王洛勇首次回国挑战话剧舞台，在上海美琪大戏院主演的现代历史话剧《孔乙己正传》。11月，与好莱坞华人演员邬君梅以及吕凉、周野芒联袂主演电视剧《走过旧金山》，饰演主人公丁明杨。

2003年，由李文歧执导的电视剧《林海雪原》在筹拍时，男主角的人选迟迟不能确定，最初扮演杨子荣的演员锁定陈道明，后来想请演员孙海英出演，最终因他人推荐剧组还是选择了王洛勇来饰演男主角解放军剿匪英雄杨子荣。同年，在25集电视连续剧《生死卧底》中出演卧底公安朱阳光。

2004年，参演由陈国星执导的当代言情剧《空房子》，与宋丹丹在剧中饰演一对夫妻。同年，在电影《邓小平1928》中饰演曹无容，并获得第25届中国电影金鸡奖最佳男配角奖提名。

2005年，凭借在电视剧《生死卧底》中的精彩表现，王洛勇获得第25届中国电视剧飞天奖优秀男演员奖的提名。同年，主演由阎建钢执导的反映家族情感伦理和人生命运的长篇电视剧《阴阳关·阴阳梦》，扮演三爷这个角色。

2006年，与于荣光、努尓比亚联袂主演根据1963年的同名电影改编的30集电视剧《冰山上的来客》，饰演男主角杨排长，一位鲁莽的热血军人。同年，在北京长城公社，王洛勇又参与意大利导演吉赛贝·托纳多雷的“世界名导拍北京”的短片拍摄，他在片中担任男主角一位钢琴师。

2007年，与何政军领衔主演24集战争电视剧《最后的子弹》，两人在剧中饰演一对亲兄弟。

2008年2月，主演由管虎执导的电视剧《活着真好》，王洛勇与王菁华首次联袂扮演夫妻。10月，传奇动作剧《李小龙传奇》在中国中央电视台首播，王洛勇在剧中饰演李小龙父亲李海泉的朋友邵如海。

2009年3月，与苗圃、舒萧霖联袂主演励志剧《中国维和警察》，剧中饰演男主角冯力伟。6月，《简·爱》在国家大剧院开演，王洛勇又重回话剧舞台，他也在剧中饰演罗切斯特。

2010年，与殷桃、黄秋生联袂主演历史剧《杨贵妃秘史》，剧中王洛勇饰演诗仙李白一角。

2011年，在李文岐执导的电视剧《焦裕禄》中挑大梁，饰演焦裕禄。同年，在黄克敏执导的电视剧《绝杀》中饰演男一号袁飞一角。

2012年，王洛勇因出演电视剧《焦裕禄》被中国电视剧导演协会提名为优秀男演员。

2013年，与刘威葳、成泰燊联袂主演抗战电视剧《东北抗日联军》，饰演抗日英雄杨靖宇。

2014年，在知青题材电视剧《返城年代》中客串知青办主任，而他也在后期制作阶段为外国演员配音。

2015年，出演董玲导演的电影《无罪辩护》。

2016年，参演路奇执导的电视剧《诚忠堂》，饰演荫昌。

2017年，在张永新执导电视剧《虎啸龙吟》中饰演诸葛亮。该剧于2017年12月7日在优酷视频播出。

2018年2月17日，参加综艺节目《声临其境》。3月，入选《中国电视剧60年大系·人物卷》。7月1日，参演的电视剧《诚忠堂》在央视八套播出。在张仲伟执导的人物传记电影《文朝荣》中饰演文朝荣，该剧2018年7月28日上映。8月5日，参加综艺节目《同一堂课》。9月，在林合隆执导的都市情感剧《小夜曲》中饰演林重道。12月6日，参演的电影《闽宁镇》在北京人民大会堂首映。

2019年，参演了由陈凯歌担任总导演，张一白、管虎、薛晓路、徐峥、宁浩、文牧野联合执导的《我和我的祖国》《回归》篇中饰演安文彬。凭借该剧提名第35届大众电影百花奖最佳男配角。

2019年，由李文歧执导的大型电视连续剧《青山不墨》在伊春开机仪式。王洛勇饰演马永祥。该剧以林业英雄马永顺等一批林区开发建设者为原型，既是对伊春林区开发建设的历史回眸，也将助推伊春生态文明建设。

2020年3月8日，参加的综艺节目《战“疫”故事》在央视综艺频道播出。9月3日，参加的综艺节目《海报里的英雄》第五期定档在CCTV-3播出。12月12日晚8点档，由中央广播电视总台央视综合频道联合央视创造传媒、中国国家话剧院共同推出的大型文化节目《故事里的中国》第二季将播出第八期，戏剧部分由王源饰演青年聂耳，王洛勇饰演田汉，共同带领众人聆听国歌背后每一个热血生命的决然呐喊，继续唱响民族魂的颂歌。

2021年，将出演由黄昌勇编剧的话剧《前哨》，饰演鲁迅。该话剧将于2021年2月7日-9日在上戏实验剧院首演。

2021年10月5日，参演由郑晓龙总导演，杨阳联合执导的电视剧《功勋》之《黄旭华的深潜》播出，在剧中饰演海军司令萧劲光。

2021年10月30日，主演的电影《中国天眼》在北京开机，片中将出演南仁东；6月26日，参演CCTV-3综艺频道播出的《百年礼赞——庆祝中国共产党成立100周年大型交响音诗画》节目，情景表演《焦裕禄的故事》。

2022年4月6日，与李幼斌、颜丹晨领衔主演的大型现代林业建设题材电视剧《青山不墨》在央视一套播出；6月2日，特邀主演的女性爱情励志剧《梦华录》播出。8月28日，参加大型文化节目《诗画中国》。10月，参与大型系列纪录片《这十年幸福中国》。11月20日，参演的大型文化节目《诗画中国》第八期播出。11月，参加《央young之城——微醺烟台·分享之夜》。

2023年3月，主演的话剧《屈原》在中央歌剧院上演，并将展开全国巡演。；7月20日，参演的电影《封神第一部：朝歌风云》上映。

2024年6月10日，参加《奋楫家国——碧水长歌颂端阳2024》，表演节目《天问》（节选） 。10月11日，参加《“世界之巅”珠峰诗歌音乐会》，表演英文诗词朗诵《出师表（选段）》。10月13日，参加的综艺《山水间的家第三季》播出。

王洛勇在美国留学期间因6年连演2478场音乐剧《西贡小姐》而成为蜚声国际的百老汇华裔表演艺术家，其精湛的演技使他享有“百老汇华裔第一人”的美誉。他也被美国《纽约时报》等媒体赞为“百老汇的百年奇迹”，“填补了百老汇历史上没有亚洲人演主角的空白”。（新华网评）