1998年，入选国家二队。
1999年，先后获得世界俱乐部团体冠军，亚洲少年锦标赛团体冠军、男单亚军及男双亚军。
2000年，获得男子世界俱乐部团体亚军，并升入国家一队。
2002年，在埃及公开赛中，职业生涯首次获得国际赛事男单金牌。
2003年5月，参加世乒赛男双决赛，获得亚军。12月，参加国际乒联职业巡回赛总决赛，收获男单冠军。同年，还获得亚洲锦标赛男团冠军、男单冠军和男双季军。
2004年3月，参加第47届世乒赛团体赛男团决赛，收获个人职业生涯首座世界冠军奖杯。
2004年8月，雅典奥运会男单决赛中，获得亚军。12月，参加国际乒联职业巡回赛总决赛，男双项目中，获得亚军，并首次登上男单榜首位置。
2005年5月，参加第48届世乒赛，男双项目中，获得世乒赛男子双打冠军。8月，参加第17届亚洲乒乓球锦标赛男团决赛，获得冠军。10月，参加第26届男子世界杯乒乓球赛，获得亚军；还获得亚洲杯男单冠军。
2006年5月，参加第48届世乒赛男团决赛，获得冠军。7月，参加世界乒乓球男子争霸赛，夺得冠军。10月，在乒乓球男子世界杯男单决赛中，获得亚军。12月，参加多哈亚运会，男团项目决赛中，获得冠军。男单项目中，收获个人首个亚运会单打冠军。12月，出战国际乒联巡回赛总决赛，在男单决赛中夺得冠军。
2007年9月，参加第18届亚洲乒乓球锦标赛，男单项目、男团项目中，获得冠军。10月，参加乒乓球团体世界杯男团决赛，收获冠军；在男单项目中，首度问鼎男单项目冠军。12月，在2007大王者杯男单决赛中，获得冠军。
2008年2月，参加第49届世乒赛团体赛，获得冠军。8月，北京奥运会乒乓球男团决赛，收获个人首枚奥运金牌。男单项目中，获得银牌。9月，参加2008年男子乒乓球世界杯，男单决赛中，成功卫冕世界杯冠军。
2009年5月，参加横滨世界乒乓球锦标赛，男单项目、男双项目中，获得世乒赛双冠王。10月，获得第十一届全国运动会乒乓球男单冠军、团体冠军、混双冠军三枚金牌，成为全运会史上第一位乒乓球男子三冠王。
2010年10月，在乒乓球世界杯团体赛男子团体决赛中，夺得冠军。11月，参加男乒世界杯男单决赛，收获职业生涯第三个男乒世界杯冠军。参加广州亚运会，男团项目、男双项目中，获得冠军。
2011年11月，参加乒乓球团体世界杯男团决赛，夺得冠军。
2012年8月，在伦敦奥运会上，获得一金一银。
2014年，东京世乒赛上，获得冠军，完成“传帮带”任务
2014年12月，宣布正式退役，并回到八一队任教。
2014年12月，出任八一乒乓球队主教练，全面负责八一队、以及樊振东、周雨在内的，在国家一队和二队的八一队队员。
2016年12月，率领八一大商队，在乒超男团决赛中，帮助八一队时隔15年再次获得乒超联赛冠军。
2017年4月6日，出任国乒男一队教练员，正式回归国家队。6月，杜塞尔多夫世乒赛，樊振东/许昕在男双决赛中，夺得冠军，这也是王皓成为国乒教练后，带队获得的第一个世界冠军。
2020年，以教练员身份获得由国家体育总局授予的2020年度体育运动奖章。
2021年，作为樊振东的主教练，首次以教练身份参加东京奥运会。
2022年12月，担任国乒男队主教练。
2023年5月，率队参加德班世乒赛，中国男乒时隔多年再次包揽世乒赛男单四强，樊振东成功卫冕，并与王楚钦帮助中国队重夺男双冠军；同年，率队参加杭州亚运会，带队夺得男单冠军、男双冠军、男团冠军。12月，率队参加2023年国际乒联混合团体世界杯，夺得首届混合团体世界杯的冠军。
2024年2月，率队夺得釜山世界乒乓球团体锦标赛男团冠军，实现了中国男子乒乓球队世乒赛团体赛11连冠。4月，率队参加澳门国际乒联单打世界杯。7月，担任巴黎奥运会中国体育代表团乒乓球项目教练。8月，率队参加2024年巴黎奥运会，带领中国男子乒乓球队夺得男单冠军、男团冠军。
2025年6月，竞聘北京先农坛体校教练员岗。
2012年，伦敦奥运会男子团体冠军。
2012年，伦敦奥运会男子单打亚军。
2008年，北京奥运会男子团体冠军。
2008年，北京奥运会男子单打亚军。
2004年，雅典奥运会男子单打亚军。
2013年，世乒赛男子单打亚军。
2012年，世乒赛男子团体冠军。
2011年，世乒赛男子单打亚军。
2010年，世乒赛男子团体冠军。
2009年，世乒赛男子单打冠军。
2009年，世乒赛男子双打冠军。
2008年，世乒赛男子团体冠军。
2007年，世乒赛男子双打亚军。
2006年，世乒赛男子团体冠军。
2005年，世乒赛男子双打冠军。
2004年，世乒赛男子团体冠军。
2003年，世乒赛男子双打亚军。
2013年，世界杯男子团体冠军。
2011年，世界杯男子团体冠军。
2011年，世界杯男子单打亚军。
2010年，世界杯男子团体冠军。
2010年，世界杯男子单打冠军。
2008年，世界杯男子单打冠军。
2007年，世界杯男子团体冠军。
2007年，世界杯男子单打冠军。
2006年，世界杯男子单打亚军。
2005年，世界杯男子单打亚军。
王皓是直拍横打技术的引领者，国乒直拍打法历史上的里程碑人物。（人民资讯 评）
王皓是直板横打集大成者，将中国传统直板打法与强悍的反手技术相结合，在技术层面登峰造极。王皓几乎凭借一己之力，为中国传统优势的直拍打法“续命”十年，保证了乒乓球运动百花齐放的局面。他对于乒乓球的热爱，也激励了很多人。他不是大满贯，但他是无可争议的真巨星。（搜狐体育 评）
王皓心胸宽广，我不知道还有谁能连续三届奥运会进入决赛、三次站在亚军的领奖台上，这种心理素质超过了常人，他这种坚持和努力，我觉得比很多冠军都值得敬佩。（中国乒乓球男队主教练刘国梁 评）
王皓是一名非常伟大的运动员，伟大之处在于他能够坚持下来，在十年左右的跨度里面对失利，还是能够将自己的训练和竞技水平保持在世界顶级的行列，在这十年里，他拿过世锦赛、全运会和世界杯的冠军，他依旧是伟大的运动员。（王皓队友孔令辉 评）
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