王正方出生於1938年，童年在北京渡過，他的父親語言學家王壽康當時在北師大國文系擔任教授，并兼任教育部創刊的《國語小報》副社長。1948年，國民政府決定在臺北創立《國語日報》，并聘請王壽康擔任副社長，於是，1948年春天，王壽康先扛了一套有注音符號的銅模子坐船來到基隆，同年秋天，王正方的母親帶著全家人來臺灣，王正方插班進入小學五年級。王正方的求學歷程相當順利，中學就讀臺北市名氣最大的建國中學，大學考入臺大電機系，當時臺灣社會上有一種「好男兒不要念文科」的偏見，王正方的形容是：「如果是男生、四肢健全，考上臺大電機不念而去念藝術，『祖宗都會從地下爬起來砍死你！』」在這樣的大環境下，王正方只有乖乖去唸臺大電機系。不過，念電機系的王正方，卻并沒有放棄對藝術的興趣，從小，王正方就展現出對人文領域的喜好與天分，他自幼愛讀宋詞，進臺大后迷上話劇，別的同學在看教科書，只有他捧著劇本偷背臺詞。王正方的同學都很佩服他，覺得三、四十頁的臺詞怎麼可能背得起來，但王正方卻覺得很容易，而且，他覺得劇本要比電機教科書好念多了。
不過，僅管對戲劇著迷，大學畢業后，王正方依舊循著「好學生」的路赴美留學，在賓夕凡尼亞大學取得電機博士學位，先后擔任過工程師、研究員、大學教授等職位，如果王正方就這樣平平順順的在電子光學專業上發展，他當然會有一定的成就，但是，絕對不會是今天的王方正，而事實上，從小瀟灑的王正方，總是會做出讓人意想不到的事，例如，在兩岸對峙的時期，他居然同時被海峽兩岸列入不受歡迎的黑名單。
1971年，保釣運動正鬧得轟轟烈烈的時候，王正方和四名臺灣留學生組成保釣團，悄悄進了中國大陸，見了中共總理周恩來，事后，他被臺灣宣布為附匪學生，從此列入黑名單，十多年有家歸不得，甚至無法回國奔父喪。不過，這個被臺灣列為「附匪學生」的王正方不改大抱個性，1973年又在香港發表文章批評共產黨，結果大陸也把他列入黑名單，直到后來大陸局勢丕變，他才有機會再進大陸。
到了1980年代，年逾不惑的王正方感覺到自己心中有一股「召喚的聲音」，在喚起他隱藏在心中的戲劇能力與天分，這股聲音讓他興奮也讓他掙扎，畢竟當工程師、教授的生活安逸穩定，而戲劇、電影對他來說是一個未知數，但是，考慮了一段時間，他毅然辭去了大學教職，一頭栽進了電影圈。1983年他擔任主角，演出港片「半邊人」，獲得香港金像獎提名最佳男主角，雖未獲獎，但演技已受肯定。在電影「老陳失蹤了」中，他演一個旅美的中國廚師，顛覆了美國人對中國移民的刻板印象；在吳宇森導演的「英雄本色二」，他也客串演出神父的角色。
王正方的電影才華，在1986年他身兼編、導、演三職的電影《北京故事》（A Great Wall）中充分展現，這部風格溫馨幽默的電影敘述主角自小離家，在美國打拼30年，事業有成后，帶著在美國長大的兒子和不會講中文的太太回到北京老家的故事。這部有王正方自己影子的電影獲得極高評價，在全美二百多家戲院上映，成為該年度特別片種（非好萊塢製作）賣座前五名。對於電影，王正方曾經這麼表示：「我要拍有關我們這一代人的電影，為的是想告訴后來的人，我們這一代曾經存在過，曾經執著過…，試著想留下一點紀錄，即便是很少的紀錄…」。他其他的電影作品還包括《The Laser Man》、《第一次約會》、紀錄片《馬吉的證言》等多部。
近年來，王正方開始在臺灣的報紙副刊上發表散文作品，他追憶往事、書寫人物、回顧歷史，筆觸生動，讀者眾多。2005年1月，王正方出版第一部中文散文集《我這人長得彆扭》，2008年又出版了《我這人話多》，從與眾不同的書名，足以看出他別具一格的文章風貌；而從那些既活潑風趣，又引人深思的文章裡，也足以看出他特立獨行的處世風格。
