王同飞博士本科毕业于北京大学生命科学学院，在王世强教授实验室研究脑内星形胶质细胞的钙信号。本科毕业以后前往美国留学，在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校读研究生，博士师从Martha Gillette教授，研究脑生物钟内神经元的放电与细胞新陈代谢状态的相互作用。博士毕业以后加入加州大学旧金山分校Lily Jan实验室做博士后，开始关注下丘脑内温度敏感的神经元如何参与体温调节。王同飞博士于2020年正式加入北京脑中心，领导实验室重点研究脑内各种调节新陈代谢相关的生理活动的神经环路及其作用机制。

王同飞博士过去的研究经历跨越体温调节与昼夜节律两个领域，博士后期间发现了下丘脑温度感受细胞的遗传学标记 ，并研究其表达的特征分子在体温调节中的重要功能；该成果为研究哺乳动物调节体温的神经环路铺平了道路。博士期间专注于啮齿类动物脑生物钟的新陈代谢速率的昼夜节律变化，以及这种变化对神经元的自发放电的影响；该研究不但有助于深入了解自发生物节律的分子机制，而且在生物医学其他领域也有广泛影响。

王同飞博士的主要学术成果以第一作者发表在《Science》,《Neuron》,《PNAS》等杂志上。王同飞博士回国以后获得国家级青年人才称号。