王道铁《我和我的祖国》剧照2011年,与唐凯林,舒遥,尹珊珊联袂主演剧情电影《今天明天》,在片中饰演北漂青年小杰,这是他的首部电影作品,从而正式进入演艺圈,该片于2013年7月6日上映,他亦凭借该片入围第26届中国电影导演协会表彰大会最佳男主角奖。2012年,参演郑国霖,马精武,马元主演的年代剧《水木清华》,在剧中饰演文学研究家钱钟书,这是他的首部电视剧作品。2013年10月,与彭紫烊合作主演的都市职场喜剧《我的同事都有病》播出,在剧中饰演形象帅气,本性善良的“末代情圣”咖啡师柯达。2014年,与钱迪迪,陈晔领衔主演动作喜剧电影《奇幻女侠》,在片中饰演担纲男主角,饰演卷入一场夺宝活动的保安李华。2015年,王道铁参演罗志祥主演的微电影《爱出色·不单行》。2016年4月,王道铁与于洋,李冠明,吕红旭合作主演的剧情电影《菊姐的梨园》上映,在片中饰演男主角云哥；9月,与王李丹妮,张天骐,苏鑫合作主演的悬疑电影《别动我女神》上映,在片中饰演瘦高精壮,身手矫健的派出所刑侦队副队长余强；11月15日,与汪小敏搭档主演的惊悚悬疑电影《行李箱里的少女》上映,在片中饰演男主角陈风。2017年,与孙蛟龙,朱嘉镇,房旭世联合主演的动作喜剧电影《超级战警》上映。2018年,与陈凯翔,成城联合主演的古装探案喜剧电影《御猫展昭》上映,在片中饰演颜值和智商兼具的男主角展熊飞。2019年9月23日,王道铁与刘琦,王丽娜共同主演的古装奇幻电影《决杀危城》开机,在片中饰演男主角尸不去,并担任了该片的制片人；9月30日,其出演的剧情电影《我和我的祖国》上映,在片中饰演香港回归交接仪式三军仪仗队护旗手王鹏辉,他也因此受到更多的关注,而该片票房则达到了31.02亿元人民币。2020年6月16日,与李光复联合主演的温情短片《味道》播出。2021年9月14日,执导的古装武侠喜剧片《大内密探》在腾讯视频独家播出。2022年9月30日,参演的电视剧《我的反派男友》播出。2023年6月16日,参演的电视剧《女人的抉择》在腾讯视频首播。
2020年9月,王道铁为国家网络安全宣传周“云助力”,呼吁大众共建网络安全,共享网络文明。