وانگ کای در کودکی آرزوی بازیگر شدن را داشت. علیرغم برخی مخالفت های خانواده، در سال 2003، او وارد آکادمی معتبر مرکزی تئاتر در پکن شد. زمانی که هنوز در مدرسه بود، وانگ کای در فیلم پاییز سرد (2006) در نقش هوانگ یوانشانگ بازی کرد.
پس از فارغ التحصیلی در سال 2007، نقش موفقیت آمیز وانگ کای در نقش چن جیامینگ، یک آرایشگر زن در فیلم Ugly Wudi (2008-2011)، نسخه چینی آمریکایی Ugly Betty بود. در سال 2008 (اگرچه این برنامه در سال 2010 پخش شد)، وانگ کای نقش کوچکی در تایوانی به نام Calling for Love داشت، جایی که یاد گرفت چگونه با لهجه تایوانی صحبت کند. در حالی که او در نقش خود در فیلم Ugly Wudi موفق بود، وانگ کای در سال بعد از آن که پیشنهادات تایپ شده بود، چندین پیشنهاد نقش را رد کرد. او بعداً پیشنهاد بازی در نقش چی یونگ، جوانی خشن و بیسواد در جوانی (2012) را پذیرفت. در حالی که وانگ کای به بازی در چندین نقش ادامه داد، موفقیت اصلی او تا سال 2014 به دست نیامد.
در سال 2014، All Quiet in Peking با بازی وانگ کای در نقش Fang Mengwei، یک افسر پلیس، پخش شد. فداکاری و مهارت های بازیگری او باعث احترام بازیگران کهنه کار در صحنه فیلمبرداری شد. او همچنین در فیلم قتلی در کنار رودخانه یانه ایفای نقش کرد که برای آن جایزه انجمن نسل جوان فیلم چین را از آن خود کرد.
با پخش فیلم های مبدل (2015) و نیروانا در آتش (2015) در اواخر همان سال، وانگ کای به سرعت در چین به شهرت رسید. بازی او در نقش مینگ چنگ وفادار در The Disguiser، با تفکر سریع و مهارتهای جاسوسی محتاطانهاش، به سرعت به او کمک کرد تا توجه را جلب کند و به یک نام آشنا تبدیل شود. همراه با موفقیت The Disguiser، شاهزاده جینگ احساساتی و راستگوی وانگ کای در نیروانا در آتش، مصمم به برقراری عدالت و بازگرداندن شرافت پادشاهی خود، شهرت او را تضمین کرد.
وانگ کای در چندین درام محبوب مانند عاشقم کن اگر جرات داری (2015) و قصیده شادی (2016) و همچنین دو درام جدید با من بمان (2016) و وقتی حلزون عاشق می شود (2016) بازی کرده است. 2016). مهارت های بازیگری و سخت کوشی او نیز به او کمک کرده تا جوایز را کسب کند و به موفقیت های شغلی برسد.