2000年09月-2003年07月，在中国石油大学（北京）石油天然气工程学院油气田开发工程专业在职研究生学习，获得工学博士学位。

2003年12月-2008年03月，担任大庆油田有限责任公司董事长、总经理、党委副书记。

2007年03月-2008年01月，在中央党校一年制中青年干部培训班学习。

2007年12月，当选为中国工程院院士。

2008年03月-2009年08月，担任大庆油田有限责任公司（大庆石油管理局）董事长兼总经理（局长）、党委副书记。

2009年08月-2010年07月，担任黑龙江省副省长。

2010年07月-2013年02月，担任全国总工会党组书记、副主席、书记处第一书记，中央精神文明建设指导委员会委员（2010年12月），中央社会管理综合治理委员会委员（2011年03月），国务院振兴东北地区等老工业基地领导小组成员（2011年07月）。

2013年02月-2014年06月，担任中国工程院副院长候选人、党组副书记（正部长级），中央精神文明建设指导委员会委员（2013年10月免），中央社会管理综合治理委员会委员，国务院振兴东北地区等老工业基地领导小组成员（2013年06月免）。

2014年06月-2015年04月，担任中国工程院副院长、党组副书记。

2015年04月-2017年09月，担任中国石油化工集团公司董事长、党组书记兼中国石油化工股份有限公司董事长（2015年05月）。

2017年09月-2018年03月，担任国家安全生产监督管理总局党组书记、局长。

2018年03月-2020年03月，担任中华人民共和国应急管理部部长、党组副书记。

2020年03月-2020年12月，担任中华人民共和国应急管理部部长、党委副书记。

2020年12月8日，因病医治无效，在天津逝世，享年64岁。

王玉普是中国共产党第十七届中央委员会候补委员，第十八届、十九届中央委员会委员。

截至2017年8月，王玉普主持过中国石油天然气集团公司重大科技项目攻关多项。

根据2020年4月中国工程院网站显示，王玉普先后获得国家技术发明奖1项，国家科技进步奖3项，省部级奖5项，并获世界石油工程师协会亚太地区技术奖。

2010年9月5日，王玉普应邀参加了在大庆市举行的庆祝东北石油大学建校50周年系列活动――“中国石油高端论坛”开幕，并作了题为《转变发展方式，践行“两化融合”，走中国特色新型工业化道路》的首场报告。

截至2017年8月，王玉普作为博士生导师指导多名东北石油大学的博士研究生。

2023年8月26日，东北石油大学举行王玉普励学奖学金成立仪式暨交叉学科学术交流会。

他（王玉普）是一位“老石油人”，也是石油系统“技术派”的典型。他35年的工作生涯，其中有近30年是在石油系统度过，其间大部分时间从事科研技术工作，被业内人士评价为“有魄力、视野宽阔”的技术型管理者。他作为中国最大的石化产品生产公司的掌舵人，给公司定下了远大的发展目标，即团结带领百万中国石化人，将中国石化建成“人民满意、世界一流能源化工公司”。（2017中国能源年度影响力人物颁奖词）