王天培原籍江西吉水，出生於貴州，少時就讀於北鄉學堂、縣立高等小學，1907年畢業考入貴州陸軍小學堂，後升入武昌陸軍第三中學堂，期間結識袁祖銘並結為義兄弟。武昌起義爆發後，王天培亦參戰，為黃興任命為鳳凰山砲臺司令。民國成立後，王天培轉入保定陸軍軍官學校第一期步兵科；1914年畢業後回到貴州擔任基層軍官。1915年護國戰爭開始，王天培隨黔軍出戰，並升為營長；其後亦參加護法戰爭，逐步升為團長、旅長並加入國民黨。
1922年，王天培出任黔軍第二師師長，並支持袁祖銘奪權；次年袁祖銘戰敗退出貴州，王天培亦隨之轉戰四川、湖南，曾為北京政府授為朗威將軍、陸軍中將。1925年，王天培回到貴州，並改任為陸軍第九師師長、貴州督辦；次年，王天培率部響應北伐，任國民革命軍第十軍軍長。1927年，王天培任第三路軍前敵總指揮，轉往安徽作戰，一度攻占徐州。同年，王天培遭張宗昌、孫傳芳聯軍擊敗，撤出徐州，又因拒絕清黨而使中央起疑；8月，王天培在南京遭逮捕，9月2日，王天培被以擅自撤退、尅扣兵餉等罪名在杭州槍決，被當時輿論視為徐州戰敗的替罪羊，直到1931年才恢復名譽。