2016年1月1月，以“天天小兄弟”的身份加入湖南卫视节目《天天向上》新晋主持团阵容。1月5日，组合演唱歌曲《EOEO》获得International-K Music Awards最佳编舞奖。3月，主演时尚爱情喜剧电影《闭嘴!爱吧》。4月，加入《天天向上》主持，成为天天兄弟新阵容中的一员。8月，主演由陈铭章执导的都市爱情励志喜剧《人间至味是清欢》，饰演90后海归高富帅翟至味，与陈乔恩、佟大为搭档演出。2017年3月，主演青春校园仙侠剧《私立蜀山学园》，饰演男主角滕净。4月9日，王一博受邀出席第十七届音乐风云榜年度盛典，获得”偶像新势力“奖。