2004年毕业后加入了著名戏剧编剧及导演杭程的团队，2005年在北展剧场出演杭程导演的大型多媒体舞台剧《新青年》，之后的几年里一直做为杭程导演的戏剧御用男主演活跃在各大舞台，并从事戏剧导演和制作方面的工作。
2008年北京奥运会期间，参与拍摄了北京卫视和上海文广为奥运献礼的百集情景剧《奥运在我家》，获得第27界飞天奖最佳长篇电视剧特别奖，王伟源在剧中作为主演之一。
2010年凭借拍摄新锐导演江涛的电影《无底洞》获得第14届上海电影节传媒大奖最佳男配角提名。
2012年出演热播剧《刀客家族的女人》中的许根子。
2014年5月在都市话题轻喜剧《香火》中饰演丁凯南，同年9月在年代传奇大戏《大连故事》中饰演齐孝廉。
2016年，1月在都市商战大戏《角力之城》中的戏份杀青。