王芷蕾父亲服务于警界，王芷蕾从小喜爱唱歌，六岁获得过教会唱诗比赛冠军。父亲为培养王芷蕾将她送到声乐老师倪学铨处接受训练。王芷蕾就读泰北高中三年级期间，参加歌唱比赛，连续三次得到比赛“周冠军”，获得台视基本歌星合约。1977年，经由美黛介绍，加入马来西亚的大连唱片，并在台湾出版第一张专辑《情深深》。1980年，王芷蕾演唱翁清溪作曲的台视连续剧《秋水长天》（黄以功导播，萧芳芳、刘德凯主演）主题曲。此后，王芷蕾唱过《巴黎机场》《秋潮向晚天》《天长地久》《海角天涯》《我最难忘的人》《金色山庄》等多部台视连续剧的主题曲。骆明道作曲的《海角天涯》也是王芷蕾加盟飞羚唱片时期的代表作品之一。
1984年，王芷蕾推出加盟飞羚唱片时期最后一张专辑《周末的夜晚》后加入飞碟唱片，演唱了《台北的天空》，并让她获得金鼎奖最佳唱片和最佳演唱人奖。1985年3月，王芷蕾推出加盟飞碟唱片时期第一张专辑《王芷蕾的天空》，其主打歌《台北的天空》反映1980年代台湾海外留学风潮下的留学生对台北市的记忆与乡愁。1985年9月，王芷蕾推出《翩翩飞起》专辑，之后又推出《春天的脸》、《流沙》（台视连续剧《金色山庄》主题曲）等专辑。1986年的《翩翩飞起》让她在被金钟奖提名五次后，最终获得最佳女歌星奖，由童安格创作的《明天你是否依然爱我》就出自这张专辑。
1988年，王芷蕾推出加盟飞碟唱片时期最后一张专辑《悲欢岁月》。与飞碟唱片合约期满之后，王芷蕾与美国的电脑硬件维修商郑叔霆结婚，移居华盛顿特区，完全退出影艺圈。2003年，应苏芮邀请，王芷蕾担任苏芮个人演唱会嘉宾。2006年底，王芷蕾复出，与张小燕经营的丰华唱片签约，推出《我们的天空》专辑。2007年，王芷蕾在台北举行“台北的天空王芷蕾演唱会”。
