1942年4月4日,王童出生于安徽省太和縣,很小的時候跟隨家人遷居蘇州。5歲的時候外婆帶著王童看了他人生的第一部電影《一江春水向東流》,給他留下了深刻的印象。在王童6歲半的時候,他隨家人從上海黃浦江畔坐船去了臺灣。王童開始做電影是為了討生活,從臺灣藝術專科學校美術系畢業以后,他碰上一個機會,是香港邵氏公司到臺灣拍戲需要一個美工,叫他畫背景,王童畫得很好,而且發現做美工所拿的酬勞要比做老師多,于是在1963年進入電影公司當美工師。
王童在1963年進入電影公司后,王童從實習生,背景繪畫,美工助理做起,后升任美術設計,先后參與了30余部影片的美術工作。1971年,王童赴夏威夷大學戲劇系舞臺設計組學習。1974年7月19日,王童擔任美術設計的戰爭電影《英烈千秋》上映。1976年,在由白景瑞執導的愛情電影《楓葉情》中擔任美術設計,由此獲得了第13屆臺灣電影金馬獎最佳彩色影片美術設計獎。1977年7月26日,擔任美術設計的愛情電影《煙水寒》上映,王童憑借該片獲得了第15屆臺灣電影金馬獎最佳美術設計提名。1981年,王童執導了由譚詠麟,胡冠珍領銜主演的劇情片《假如我是真的》,該片是王童的導演處女作,在第18屆臺灣電影金馬獎上獲得了最佳劇情片獎,王童則憑借該片獲得了最佳美術設計提名。1982年,拍攝了愛情電影《苦戀》,該片由慕思成,胡冠珍,徐中菲聯袂主演,獲得了第19屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片提名。1983年,執導了由陸小芬,蘇明明,馬如風等主演的劇情片《看海的日子》,該片獲得了第20屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片提名。1984年,執導了由馬如風和張盈真領銜主演的古裝片《策馬入林》,該片獲得了第22屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片提名,王童則獲得了最佳美術設計獎和最佳服裝設計獎。1985年,王童拍攝了由于光中,張純芳聯袂出演的喜劇電影《陽春老爸》。1987年,執導了由張柏舟,張純芳,楊貴媚等共同主演的劇情片《稻草人》,影片獲得了第24屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片獎,王童則獲得了最佳導演獎。1989年,執導了由鈕承澤,張世領銜主演的劇情片《香蕉天堂》,影片獲得了第26屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片提名,王童則獲得了最佳服裝設計提名。1990年,王童出任第27屆臺灣電影金馬獎評委會委員。1992年,執導了由澎恰恰,楊貴媚,黃品源等共同主演的劇情片《無言的山丘》,該片與《稻草人》和《香蕉天堂》構成了臺灣近代史三部曲。該片獲得了第29屆臺灣電影金馬獎最佳劇情片獎,王童則獲得了最佳導演獎。1994年,受邀擔任了第31屆臺灣電影金馬獎評委會委員。1996年,編導了由陶述,石雋,張世等聯袂主演的劇情片《紅柿子》,影片根據王童的童年故事進行創作,他憑借該片獲得了第33屆臺灣電影金馬獎最佳導演獎提名。1998年,出任第35屆臺灣電影金馬獎評委會委員。2002年,執導了由李康生,葉全真等共同主演的劇情片《自由門神》。2003年,擔任第40屆臺灣電影金馬獎評委會委員,負責劇情片類評審。2004年,應作家白先勇的邀請,王童在由對方制作的青春版昆曲《牡丹亭》中擔任美術設計和服裝設計。2005年5月8日,執導的個人首部動畫長片《紅孩兒大話火焰山》上映,該片獲得了第42屆臺灣電影金馬獎最佳動畫長片獎,第11屆中國電影華表獎優秀動畫片獎。2010年6月13日,擔任制片人的愛情電影《活該你單身》上映；12月10日,擔任監制的音樂電影《我,19歲》上映。2011年,與侯孝賢,王小棣,朱延平等聯合拍攝了短片集《10+10》,王童負責的單元叫《謝神》,講述一對兄弟到山上去還愿的故事。2015年6月26日,王童執導的年代愛情電影《對風說愛你》上映,該片從籌備到拍攝歷時5年,由郭采潔,郭碧婷,楊祐寧等共同出演。2019年,獲得第56屆臺灣電影金馬獎終身成就獎；9月,擔任第56屆金馬獎評審團主席。
父親王童的父親是黃埔將領王仲廉,曾任國民黨第四兵團總司令。名字王童原名王中和,因為清朝有四個大畫家都姓王,而且都是單名,王中和的母親看他也很喜歡畫畫,就管他叫王童。為了紀念母親,王中和在藝專的時候畫畫就用“王童”做筆名了。
王童是臺灣最重要的電影人之一,對底層小人物的關注,深厚的歷史感和人文關懷是他電影藝術的精髓。他致力于用極為質樸平實的手法為觀眾呈現一個個小人物的悲喜劇。歷史在他的鏡頭里還原了虛構的真實,他讓觀眾跟隨他的人物去感受那段或悲涼,或苦澀,或無奈,或殘酷的歷史。王童是臺灣影壇能夠兼顧藝術水準和商業品位的杰出導演,是少數橫跨臺灣兩種電影形態的人士。評論界將他喻為臺灣的今村昌平,因為他與今村昌平一樣,都是不附庸潮流,透過嚴密的戲劇架構探討本土文化生態,且能維持不倒的影界奇才。王童的絕大多數電影都致力于刻畫大時代中的小人物。其影片中的戲劇沖突是建立在誠摯的人類和錯亂的時空之抗爭上。王童在映像的經營上特別用心。不論是鏡位,光影,色彩或布景等的搭配,都做到幾乎天衣無縫的地步。