1999年,执导个人首部电影《月蚀》,从而开启了他的导演生涯,该片由吴超、余男合作主演,获得第22届莫斯科国际电影节国际评委大奖。
2004年4月4日,执导的剧情电影《惊蛰》在法国首映,该片由余男、刘彦兵等联合主演,讲述了一个农村女子经历过生活和爱情的双重挫折后,对未来仍抱有幻想的故事,获得第11届北京大学生电影节评委会特别奖。
2007年,自编自导由余男、森格共同主演的传记电影《图雅的婚事》,该片获得第57届柏林国际电影节最佳影片金熊奖、第8届华语电影传媒大奖最佳电影奖,他凭借该片入围第8届华语电影传媒大奖最佳导演奖。
2010年,执导以海峡两岸亲人离散重聚为背景的家庭情感电影《团圆》,该片获得第60届柏林国际电影节最佳编剧银熊奖,他凭借该片获得第17届北京大学生电影节最佳导演奖;11月26日,自编自导的剧情电影《纺织姑娘》在中国大陆上映,该片由余男、程正武、赵鲁寒联合主演,获得第33届蒙特利尔国际电影节评委会特别大奖。
2012年9月15日,自编自导的剧情电影《白鹿原》在中国大陆上映,该片改编自陈忠实的同名小说,入围第62届柏林国际电影节主竞赛单元;同年,担任纪录片《将令》的制片人,该片由田波、王苗霞合作执导。2017年1月31日,担任第67届柏林国际电影节评委。
2013年4月18日,王全安和张雨绮赴马尔代夫补办婚礼。2015年7月2日晚,张雨绮微博发文宣布与王全安离婚。
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