王亞平曾在山東煙臺福山張格莊中心完全小學讀小學，在煙臺第二十三中學讀初中（如今已合并到別的中學），福山第一中學讀高中。
1997年，王亞平被選至長春飛行學院。4年間，她不僅學習了大學文化課程，還學習了飛行駕駛技術。
1998年，王亞平得到試飛機會，首次駕機駛上藍天。此后9年間，她的天空飛翔時間達到800多個小時。
2001年，獲得軍事學學士學位。畢業后的王亞平進入武漢空軍運輸航空兵部隊，成為一名運輸機飛行員，她不僅熟練掌握了4種機型的駕駛，更成為一名年輕的骨干飛行員。
2008年，王亞平曾駕機參加汶川抗震救災、北京奧運會消云減雨等重大任務，此前也參加過多次戰備演習。
2010年5月，正式成為中國第二批航天員。
2012年3月，入選神舟九號飛行任務備份航天員；同年，因為其過硬的飛行技術和超強的心理素質，經過重重選拔，確定為神舟十號飛船首飛女航天員乘組。
2013年4月，入選天宮一號與神舟十號載人飛行任務飛行乘組。
6月11日，王亞平和聶海勝、張曉光乘神舟十號進入太空執行飛行任務。
6月13日，世界第一位在太空授課的美國女教師、前美國航天局宇航員芭芭拉·摩根通過新華社記者致信即將在“天宮”上授課的女航天員王亞平，提醒她記得遙望地球，并代表全球師生向她表達祝愿。
6月20日上午，王亞平在指令長聶海勝和攝像師張曉光的協助下成功進行中國首次太空授課； 同日，完成太空授課的王亞平，在天宮一號通過電子郵件發來一封給世界第一位太空教師、美國前宇航員芭芭拉·摩根的回信。
6月21日，王亞平在一次天地通話中，委托航天英雄楊利偉轉達記者，通過《解放軍報》和中國軍網向全軍女戰友和軍嫂致以誠摯問候和美好祝福。
6月24日上午，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在北京飛控中心同神舟十號航天員天地通話。
6月26日上午8時，神舟十號成功著陸于中國內蒙古，9時39分，王亞平于第二位成功踏出太空艙。
從2010年進入航天員大隊，到2013年執行神十任務，3年的時間里，王亞平的生活中只有學習、訓練兩件事，幾乎沒有休息日。
2013年9月27日，由深圳市人民政府和中國航天員科研訓練中心聯合主辦的航天科普報告會在廣東深圳舉行，楊利偉和王亞平一道亮相，王亞平作了航天科普報告，分享了自己的追夢歷程。
2015年7月，中華全國青年聯合會第十二屆委員會全體會議在北京舉行，當選為十二屆全國青聯副主席。
2016年9月1日晚8點，由教育部和中央電視臺主辦的《開學第一課》欄目在中央一套播出，王亞平登臺助陣，主題為“先輩的旗幟”，圍繞“長征精神”，講述長征火箭、神舟飛船背后蘊含的航天精神，為孩子們解釋了“長征”火箭名稱所蘊含的意義，講述了她成功背后的艱苦訓練和堅持不懈的努力，和航天人為祖國奉獻一切的長征精神；這是繼2013年王亞平在太空給全國學生上課后，第二次講授《開學第一課》。
2018年1月25日，同楊利偉、聶海勝、費俊龍、景海鵬、翟志剛、劉伯明、陳冬、鄧清明、張曉光、劉旺、劉洋等11名航天員被中央宣傳部授予航天員群體“時代楷模”榮譽稱號。
3月5日，作為中華人民共和國第十三屆全國人民代表大會代表出席會議。
2019年12月，入選神舟十三號飛行任務乘組。
2020年8月，當選為第十三屆中華全國青年聯合會副主席。
2021年6月16日，神舟十二號載人飛船飛行乘組宣布，王亞平為備份航天員。
10月14日，總指揮部研究決定，發射神舟十三號載人飛船的飛行乘組由航天員翟志剛、王亞平和葉光富組成，翟志剛擔任指令長。
10月15日21時40分，神舟十三號載人飛行任務航天員乘組出征儀式，在酒泉衛星發射中心問天閣廣場舉行；21時42分，中國載人航天工程總指揮、空間站階段飛行任務總指揮部總指揮長李尚福下達命令，翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員領命出征，即將開啟為期6個月的飛行任務。
10月16日，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在酒泉衛星發射中心點火升空。 順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態良好，發射取得圓滿成功。 航天員翟志剛、王亞平、葉光富先后進入天和核心艙，后續將按計劃開展相關工作。
10月17日9時50分，神舟十三號航天員乘組成功開啟貨物艙艙門，并順利進入天舟三號貨運飛船；接下來，航天員乘組還將開啟天舟二號貨運飛船貨物艙艙門。后續，航天員乘組將按計劃開展貨物轉運等相關工作。
11月5日消息，據中國載人航天工程辦公室消息，神舟十三號航天員乘組將于近日擇機執行第一次出艙活動。目前，神舟十三號航天員乘組狀態良好，空間站組合體運行穩定，具備開展出艙活動條件。
11月7日，航天員翟志剛、王亞平身著我國新一代“飛天”艙外航天服，先后從天和核心艙節點艙成功出艙，王亞平成為中國首位進行出艙活動的女航天員，邁出了中國女性艙外太空行走第一步。
11月8日1時16分，經過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員乘組密切協同，圓滿完成出艙活動全部既定任務，航天員翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙，出艙活動取得圓滿成功。
11月14日，神十三乘組王亞平、葉光富和翟志剛，在太空深情朗讀巴金的《激流三部曲》總序：“我知道，生活的激流是不會停止的，且看它把我載到什么地方去！”
12月9日15：40，中國空間站首次太空授課活動開啟，“天宮課堂”第一課正式開講，時隔8年之后，中國航天員再次進行太空授課。“太空教師”王亞平與翟志剛、葉光富在約60分鐘的授課中，生動介紹展示了空間站工作生活場景，演示了微重力環境下細胞學實驗、人體運動、液體表面張力等神奇現象，并講解了實驗背后的科學原理。授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了實時互動交流。
12月26日，神舟十三號航天員乘組正在進行第二次出艙活動。18時44分，航天員葉光富打開艙門并率先出艙。后續，翟志剛、葉光富將在艙外作業，王亞平在艙內配合支持，共同完成各項既定任務 。
據中國載人航天工程辦公室消息：北京時間2022年1月8日7時55分，經過約2小時，神舟十三號航天員乘組在地面科技人員的密切協同下，在空間站核心艙內采取手控遙操作方式，圓滿完成了天舟二號貨運飛船與空間站組合體交會對接試驗。
截止到北京時間2022年1月10日，王亞平神州十號任務中在軌14.6天，在神州十三號任務中在軌超過86天，加起來超過100天。
2022年1月，在太空“出差”的王亞平，向邊防戰士送祝福 。1月31日，作為零點鐘聲時刻的嘉賓參加《2022年中央廣播電視總臺春節聯歡晚會》 。
2022年2月1日，北京2022年冬奧會暨冬殘奧會口號推廣音樂短片《一起向未來》全網發布，中國航天員王亞平出演； 2月1日，參加湖南衛視《“四海同春”2022全球華僑華人春節大聯歡》 ；2月15日，參加《2022年中央廣播電視總臺元宵晚會》，在特別設計節目中演奏《茉莉花》 ；3月23日15:40，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富相互配合進行授課的“天宮課堂”第二課在中國空間站開講 ；3月24日，神舟十三號三名航天員已經在空間站中工作生活了五個多月，按計劃，三名航天員下周將開始進入返回準備階段 。
出征儀式神舟十三號載人飛船飛行乘組