1892年8月15日生于四川温江，王光祈在童年时代就会吹箫奏笛，对音乐产生浓厚兴趣，读中学时又醉心于川剧。这为他后来从事音乐研究奠定了基础。他早年读私塾，15岁考入成都第一小学堂高年级。他勤奋好学，才思敏捷。清宣统元年（1909年），考入成都四川高等学堂分设中学堂丙班，与郭沫若、李劼人、周太玄等人为同窗知己，是班上的高才生。与李劼人，周太玄、魏时珍、郭沫若、曾琦、李璜等同班，并为至交。一次他们一起到成都东郊菱角堰周太玄家聚会，仿“桃园结义”，相约死后同葬此地（后来王在德国逝世，李劼人果然设法将其骨灰运回安葬于该处）。1912年春毕业于成都府中（现石室中学），清贫之中刻苦功读诗书。1914年考入北京中国大学，学习法律，1918-7月以优异成绩（第二名）毕业。在京求学期间，还担任了几家报社的记者、编辑等职，结识了李大钊、陈独秀等，在其主办的《每周评论》的创刊号上发表社论，积极从事社会活动。
宣统三年（1911年），他积极投身于四川保路运动。1914年，王光祈东出夔门，辗转赴京，在赵尔巽主持的清史馆任书记员。同年秋考入中国大学专门部法律本科。1916～1918年，经同学李劼人、周太玄等推荐，先后兼任四川《群报》、《川报》驻京记者，《京华日报》编辑。1917年，结识《晨钟报》主编李大钊，以后成为李大钊和陈独秀创办的《每周评论》的主要撰稿人之一。1918年，他以优异成绩毕业于中国大学。1919年“五?四”运动爆发时，他参加了火烧赵家楼曹汝霖住宅的群众游行示威。当天下午即将游行情况用专电发回成都。他向《川报》提供了大量报道，促使“五四”烈火在四川熊熊燃烧。1919年7月1日，他与李大钊等人经过将近一年筹办的“少年中国学会”在北京正式成立。王光祈任该会执行部主任，毛泽东、赵世炎、张闻天、恽代英等人都是他先后推荐加入该会的。毛泽东在北京时，还和王光祈经常来往，并曾相约一道出国，因此新中国成立后，毛泽东主席曾两次嘱托陈毅元帅返川时探询王光祈及其家属的下落，当了解到王光祈已无亲属存世时始肯作罢。1919年底，王光祈又同陈独秀、李大钊、蔡元培等人在北京、上海发起组织了“工读互助团”，努力探索改造中国、振兴中华之路。
不久“工读互助团”解体。1920年4月，王光祈赴德国法兰克福学习政治经济学，同时担任北京《晨报》、上海《申报》、《时事新报》的驻德特约通讯员。约在1922年冬改学音乐理论与音乐史。1923年7月，从法兰克福迁居柏林，向德国音乐教授学习小提琴和音乐。1927年4月，入柏林大学音乐系深造，历时7学期。1933年10月，受聘于波恩大学东方学院，担任该院中国文艺课教师。次年6月，王光祈以《论中国古典歌剧》一文获波恩大学音乐学博士学位，成为中国最早在欧洲为祖国争得荣誉的音乐学家。
1919年，五四运动在北京爆发，王光祈参加了游行，并电告成都《川报》。继后，还陆续写回有关“五四”运动报导50余篇。同年，王光祈与一些社会名流发起组织了“少年中国学会”和“工读互助团”。
1920年，王光祈赴德国留学，研习政治经济。1923年改学音乐。1927年入柏林大学学习音乐学，长达7个学期。1932年任波恩大学中国文艺讲师。1934年以《论中国古典歌剧》一文，荣获波恩大学哲学博士学位，是中国第一位在西方获得荣誉的音乐学家。1936-1-12日王光祈积劳成疾，突患脑溢血卒于波恩，时年44岁。
王光祈一生辛苦工作，勤奋著述，在客居德国的十多年里，除撰写、翻译了政论著作《辛亥革命与列强态度》、《三国干涉还辽秘闻》等十余本外，还陆续写成音乐专著18本、论文40余篇。诸如《欧洲音乐进化论》、《德国国民学校与唱歌》、《东西乐制之研究》（属中国最早的，具有开创意义的比较音乐学著作）、《各国国歌评述》、《东方民族之音乐》、《音学》、《中国诗词曲之轻重律》、《翻译琴谱之研究》（向西人介绍中国古琴音乐的著作）、《中国音乐史》、《西洋音乐史纳要》、《西洋名曲解说》等等。其中不少书著具有首创性，表现了王光祈的音乐思想：主张发挥音乐的社会功能，藉以振奋人心，发扬爱国主义精神。同时还提出了发展民族音乐的具体办法，洋溢着民族自豪的感情。
王光祈在德国的留学生活，十分艰苦。他既未享受公费待遇，又无家庭资助，全靠卖文为生。积劳成疾，1936年1月12日，王光祈因突发脑溢血骤然病逝于德国波恩医院，终年44岁。波恩大学为他举行了追悼会。噩耗传回国内，南京、上海、成都等地和他的故乡温江县都为他举行了隆重的追悼会。在南京追悼会上，蔡元培致悼词，徐悲鸿为王光祈画了遗像。成都各报发表了悼念文章。1938年，王光祈的骨灰由其生前好友从波恩辗转运回成都。1941年冬，李劼人将王光祈骨灰葬于成都东郊沙河堡菱角堰侧。
王光祈自1923年起，陆续写作出版了音乐专著16种，并在中外报章书刊上发表了一系列音乐论文（现见中文音乐论文16篇；外文音乐论文存目14篇，其中2篇已译成中文）。他怀有借助音乐之力唤醒民族，完成民族文化复兴运动的理想，主张一面先行整理古代音乐，一面辛勤采集民间流行的谣曲，然后再利用西洋音乐的科学方法，创造出“可以代表‘中华民族性’的国乐”。为此，他对西洋音乐进行了全面系统的研究，并分门别类地写成专著和论文，向国人介绍。这方面的著作主要有：《德国人的音乐生活》（通讯10篇，1923年10月11日起在《申报》发表）、《德国音乐教育》、《欧洲音乐进化论》、《西洋音乐与诗歌》、《西洋音乐与戏剧》、《德国国民学校与唱歌》、《西洋乐器提要》、《西洋制谱学提要》、《音学》、《对谱音乐》、《西洋名曲解说》和《西洋音乐史纲要》等。
他认为国乐“必须吾人自行创造”，而“不能强以西乐代庖”，表现出强烈的爱国主义精神。为此，他又对中国音乐和东方民族音乐进行了深入的探索。他最先系统地采用比较音乐学的方法，将中国音乐和某些东方民族的音乐同西洋音乐进行比较研究，提出了把世界各地区的乐制分为“中国乐系”（五声体系）、“希腊乐系”（七声体系）和“波斯阿拉伯乐系”（四分之三音体系）三大体系的理论，同时还对中国历代乐律史料作了初步的整理，提出不少有价值的见解。这方面的著作主要有《东西乐制之研究》、《中国乐制发微》、《中西音乐之异同》、《东方民族之音乐》，《翻译琴谱之研究》，《中国诗词曲之轻重律》和《中国音乐史》等。此外，他还写了不少向西方各国介绍中国音乐的文章，其中包括为1929年版的《不列颠百科全书》和《意大利百科全书》撰写的《中国音乐》专稿。1957年5月，王光祈《中国音乐史》（上下册）由音乐出版社据1934年中华书局版于北京重印出版。
王光祈是五四时期著名的社会活动家，是近代爱国知识分子的典型代表，在五四新思潮及传统爱国主义思想影响下，形成了他独特的社会改造思想。面对末世的老大中国，王光祈主张建立一个适合于二十世纪的朝气蓬勃的少年中国，并且把少年中国视为理想的少年世界的一部分。
为了实现这一目的，他成立了五四时期著名的社团——少年中国学会，发起了轰轰烈烈的工读互助团运动，以后走上了音乐救国的道路。在王光祈的社会改造思想中，少年中国学会是改造社会的依托力量，工读互助团是他改造社会的最初尝试；青年知识分子是社会改造的主力，并借助他们来实现对资产阶级、农民阶级的改造与联合。
与其他社会改革家不同，王光祈反对以政治运动的方式来改造社会，冀图以改造民族生活、复兴民族文化、音乐育民和民族革命等手段来实现社会改造的目标。在社会改造的步骤上，王光祈认为在政治改革之前应先下一番“预备”功夫；应走一条先改造个人，再改造团体，进而改造全社会的改造之路。
冼星海以“刻苦耐劳”评王光祈：“我们不能忘记这位音乐理论家王光祈，他推动了新音乐的发展，他的刻苦耐劳是我们从事中国新音乐的模范。”
德国波恩大学东方学院院长、教授卡勒博士以“前驱者”评王氏：“他努力介绍西方音乐的精华到中国去，并且应用西洋的方法去整理那至今还未有人碰过的材料；在这一方面，他可以算是第一个前驱者。”又说：“他在研究院无时不以最大的努力和确定的态度来工作，他是一个静默稳重的人，只有很接近地去细细认识他，方可以了解他的伟大。”
日本著名音乐学家岸边成雄以“第一个”评王氏：“把柏林学派的比较音乐学观点第一个介绍到东方来的，是中国人王光祈。”
波恩大学音乐学院院长、教授希德玛博士以“音乐学家”评王氏：“他把握了西欧，特别是德国方面研究音乐的科学方法与途径，由此设法与他的故乡的音乐与戏剧的艺术相接近，这居然给他做到了！他已是一位受有严格教育的音乐学家。”
