美国科学院院士是美国科学界的最高荣誉。2004年4月21日，41岁的王晓东当选为美国国家科学院院士，成为最年轻的院士，也是中国改革开放以来大陆20多万赴美留学生中进入美国科学界最高殿堂的第一人王晓东所从事的是细胞凋亡规律的研究，凋亡指的是人体细胞的一个自毁装置。很多癌症就是因为细胞自毁过程无法正常启动，细胞数目越来越多造成的。

2000年,他和助手们进行了一项实验，研究一种神秘的线粒体蛋白质细胞311130，这种细胞可以打破肿瘤的“坚硬堡垒”，诱使肿瘤细胞“自杀，对研究治疗癌症方法有重要帮助。从1996年他建立起自己的研究室后，他的论文成果在8年间被其他科学家引用超过了15000次，是过去川年中引用率最高的科学数据。