1975年加入文艺团体工作，期间多次荣获省级中青年演员比赛大奖。1984年始在中央音乐学院进修声乐；1986年赴日本留学。1987年在日本首次成功地举办独唱音乐会，后相继被邀担任贝多芬《欢乐颂》、《弥赛亚》领唱，当地电视台、电台作了专题报道。1988年考入东京艺术大学大学院歌剧研究科，师从于日本世界一流女高音歌唱家东敦子女士学习声乐，获歌剧硕士研究生学位。1989年荣获日本第二届国际声乐比赛第二名。之后，多次被邀出任众多歌剧主角，如《女人心》、《波西米亚人》、《唐璜》、《魔笛》等，被日本歌剧界称为实力派歌唱家。
1990年师从于意大利著名歌唱家、声乐家ALDA·NONI女士。1992年在东京举行独唱音乐会，获得日本声乐界的高度评价。日本的权威性音乐刊物《音乐之友》、《音乐现代》都刊发了专题评论。在日期间还曾多次得到尼古拉·盖达、卡鲁劳·贝尔贡奇、露劳·拉依蒙第（男低音）等世界著名歌唱家的指导。曾作为亚洲青年歌唱家代表在汉城参加演出。
1993年回国，任教于中央音乐学院，首次在北京音乐厅举办了个人独唱音乐会，中央电视台作了新闻报道，并播放了音乐会实况录像。随后在北京、长春、东京多次举办独唱会，演唱了大量的艺术歌曲，均获成功，获得业内人士的高度评价。
1997年4月作为访问****再次赴日本研究学习，并赴意大利、奥地利、德国、法国等地考察学习。1998年回国继续执教于中央音乐学院声歌系，其间培养了大量的优秀学生。翻译出版：《意大利古典声乐曲集》（人民音乐出版社），出版CD：《意大利近代艺术歌曲》（中国唱片总公司）。
在中央音乐学院声歌系执教二十年，王宪林培养了众多优秀学生，蜚声海内外，为国家和学校争得了荣誉。尤其值得一提的是，在男高音教学方面，王宪林独树一帜的教学方法，使得很多学生很快就在声乐界崭露头角。
在2009年举办的“王宪林和他的男高音学生”专场音乐会之后，声乐界的有识之士对他的男高音教学方法都给予了很高的评价。历任声歌系教研室副主任、主任期间，在身肩繁重教学工作的同时，还为声歌系的学科建设、学术发展、对外学术交流等，做了大量的有益工作，得到了学院的充分肯定。
王宪林现为中央音乐学院教授、声乐系副主任、硕士研究生导师、日本长崎《蝴蝶夫人》国际声乐比赛常任评委。