过私塾和小学。科举废除后，1907年（光绪33年）入贵州陆军小学堂。后入武昌陆军第三中学堂。其间与袁祖铭结成兄弟。1911年（宣统3年）10月武昌起义爆发。他作为学生代表参加革命军，任前线作战指挥官。12月被黄兴任命为凤凰山要塞司令。1912年入学保定陆军军官学校。1913年（民国2年）12月袁世凯解散国会、废除临时约法。王天培因对此进行批判而于1914年被逮捕入狱。在贵州知名人士的干预下，他被释放。后来他从保定陆军军官学校毕业后加入黔军。1916年王天培参加了护国战争，率一营击败袁世凯政府军一旅。