2011年6月，王彦霖还在上海戏剧学院读大三时，便被导演陈铭章看中，与言承旭、翁虹等演员合作出演了个人首部影视作品，在爱情 偶像剧《我的灿烂人生》中饰演郑棋。

　　2013年，参演由高以翔、焦俊艳主演的治愈系言情剧《遇见王沥川》，饰演女主角谢小秋的弟弟谢小冬，一个诚实懂事，总是维护支持姐姐的大男孩。同年与孟娇霞合作主演纯爱微电影《隐藏的讯息》，饰演离家出走的落魄音乐少年John。

　　2014年7月，参演由胡歌、江疏影主演的青春励志剧《旋风十一人》，饰演崇越。8月，参演由陆毅、蒋劲夫、陈妍希主演的古装武侠剧《秦时明月》，饰演以轻功见长，有无人能敌速度的墨家统领之一东郭植（盗跖），对女主角端木蓉展开追求。

　　2015年1月，参演由唐嫣、刘恺威主演的民国偶像爱情剧《千金女贼》，饰演的白氏企业的二当家“石头”是个重情重义、爱憎分明的角色，辅佐男主角经营家族事业，与妄图侵占上海的日本人斗智斗勇。7月参演由韩东君、金晨、张若昀主演的民国玄幻季播网络剧《无心法师》，饰演亦正亦邪、让人难以捉摸的文县司令”顾大人“顾玄武。同年参演由陈铭章执导，陈晓、周冬雨主演的都市爱情剧《遇见爱情的利先生》，饰演裴家齐一角。