1934年，王晓棠出生于河南开封。抗战爆发后，随父母辗转入重庆，后又回到老家南京，再迁杭州。因受家庭熏陶，从小就拜师学唱京剧
1948年，举家迁居杭州。次年毕业于浙江省立中专，继续自学京剧。
1952年，在上海参加中国人民解放军，同年参军考入中国人民解放军总政文工团京剧团，次年调入总政话剧团。
1955年，王晓棠被长春电影制片厂选中，出演个人第一部电影《神秘的旅伴》，在片中饰演彝族的姑娘小黎英。
1958年，王晓棠调入八一电影制片厂，成了一名专业电影演员。同年凭借主演的电影《边寨烽火》获得第11届卡罗维·发利国际电影节青年演员奖。同年出演郝光执导的纪录片《县委书记》。同年在红色谍战电影《英雄虎胆》中饰演国民党特务阿兰，王晓棠在影片内跳了一段热情激昂的伦巴。
1959年，1月1日与王心刚，王晓棠，张勇手共同主演的剧情电影《海鹰》上映，王晓棠在片中饰演民兵连长吴玉芬。
1961年，王晓棠在袁先执导的剧情电影《碧空雄师》中饰演男主角林大海的姐姐林巧。
1962年，再次与导演郝光合作，在其执导的剧情电影《鄂尔多斯风暴》中饰演男主角乌力记的未婚妻乌云花。
1963年，领衔主演严寄洲的《野火春风斗古城》，在剧中饰演谍报双姝金环、银环，王晓棠在拍摄电影《海鹰》时看到了这部小说。
1966年，王晓棠在“文革”中受冲击，复员到林场劳动6年，1975年平反重新工作，自此自后王晓棠走上了导演岗位。1977年，在史文帜执导的电影《震》中饰演丁医生。
1982年，王晓棠创作了一部以华侨生活为题材的电影剧本《翔》，并亲自担任导演和女主角。
1988年任八一电影制片厂副厂长。1988年，被授予大校军衔。1992年9月起任厂长，后兼任党委书记。1993年7月晋升少将。
1995年12月27日，在纪念世界电影诞生100周年，中国电影诞生90周年活动中，王晓棠获得中国电影世纪奖女演员奖。
2001年，王晓棠自编自导反映海峡两岸同胞的亲情乡情爱情的电影《芬芳誓言》，影片获得第8届北京大学生电影节组委会特别奖，王晓棠凭借该片与王宸共同获得第21届中国电影金鸡奖最佳编剧奖。
2002年，王晓棠以对中国电影的贡献荣获了意大利“第三个千年国际奖”。
2005年，在中国电影表演艺术学会举办的庆祝中国电影百年诞辰的活动中，被选为中国电影百年百位优秀演员。
2009年8月6日，在青岛举行的第12届中国电影表演艺术学会金凤凰奖颁奖晚会中，王晓棠获得终身成就奖。
2012年，王晓棠获得华鼎奖中国电影终身成就大奖。
2015年9月2日，做客北京卫视《影视风云》；9月19日，王晓棠在吉林省吉林市举行的第30届中国电影金鸡奖中获得终身成就电影艺术家奖。
王晓棠的丈夫言小朋，是京剧须生言菊朋的小儿子，也是八一厂的演员，于1992年病逝。1958年他们的儿子降生，王晓棠觉得自己是人民群众中的一员，便将儿子取名为言群，文化大革命开始时，言群才九岁多，王晓棠夫妇用尽一切办法对他进行教育，1974年18岁的言群染上了肝病，最终去世。
1992年，王晓棠参加中国共产党第十四次全国代表大会。
1993年3月至1998年3月，担任中国人民政治协商会议第八届全国委员会中华全国妇女联合会委员。
1998年3月至2003年3月，担任中国人民政治协商会议第九届全国委员会中华全国妇女联合会委员。
1998年8月，王晓棠当选中国电影家协会副主席。
相关荣誉
中国电影金鸡奖
王海棠第一次登上银幕是1955年拍摄的《神秘的旅伴》一片，片中扮演一个黎族姑娘。传神的眼睛，奔放的热情，感染了观众，成为观众较为喜爱的电影演员。《英雄虎胆》中的阿兰、《海鹰》里的玉芬、《野火春风斗古城》里的金环、银环都成了那个年代深入人心的银幕形象。王晓棠也成了那个年代的“美丽女神”，深受观众的爱慕和喜欢。
王海棠是中国不可多得全能电影表演艺术家”，她不仅会说一口纯正的普通话，而且还练就了地道的河南、杭州、四川、河北等地方言。
王晓棠是中国邮政用在世表演艺术家照片发行邮票小型张第一人。
