2013年8月6日,TF家族官方发布TFBOYS形象宣传片《十年》,由王源、王俊凯、易烊千玺三人组成的内地青春励志组合TFBOYS正式出道,王源担任主唱 。10月18日,TFBOYS正式发行出道EP《Heart梦·出发》,专辑中收录了《Heart》、《爱出发》、《梦想起航》三首歌曲 。11月8日,与王俊凯共同翻唱歌曲《董小姐》,在网络上首发。11月,王源开始作为主持人主持家族综艺《TF少年GO》,该节目包含《源文在哪》、《源来这样讲》、游戏环节和live秀模块 。12月24日,与王俊凯参加重庆日月光中心“异世界的圣诞节”商演,现场合唱《雪人》。
2014年2月14日,王源参演TF家族自制短剧《男生学院自习室》播出,饰演马思远。3月13日,TFBOYS发行单曲《魔法城堡》 。4月15日,第二届音悦V榜年度盛典在北京举行,TFBOYS获得中国内地最具人气歌手奖和音悦直播人气歌手奖 ,这也是TFBOYS首次亮相中国国内颁奖典礼。5月2日,与易烊千玺一同参与EP《魔法城堡》在北京的首签活动。5月2日,与易烊千玺一起接受《中国娱乐报道》专访,并于同日应邀担任《土豆最音乐》嘉宾主持。5月20日,与王俊凯、易烊千玺一起参加湖南卫视《快乐大本营》的录制。6月15日,与王俊凯、易烊千玺一起签约代言步步高家教机,成为步步高家教机“首席体验师” 。7月3日,与王俊凯、易烊千玺一起演唱青春电影《我就是我》的主题曲《想唱就唱》,作为电影第二弹主题曲。7月3日,与王俊凯、易烊千玺一起为动画电影《洛克王国3:圣龙的守护》演唱影片主题曲《魔法城堡》 。7月9日,央视大型励志少年才智秀《少年中国强》发布会在北京举行,与王俊凯、易烊千玺一起被邀成为该节目的特别代言人,并献唱节目主题曲《HEART》 。8月5日,《热力赛车》新闻发布会在上海召开,与王俊凯、易烊千玺一起被邀成为该竞速类游戏的代言人,并献唱演唱《热力赛车》游戏主题曲。8月6日,为代言品牌“步步高家教机”拍摄的,以TFBOYS自身为蓝本的励志大碟MV《为梦想,时刻准备着》于凌晨全球首发。8月10日,与王俊凯、易烊千玺一同正式成为雅客新任品牌代言人,将担任 “快乐使者”。8月18日,TFBOYS组合新歌《青春修炼手册》MV上线,在MV中与王俊凯、易烊千玺一起扮演三位转学生,与酷炫的超级英雄同学们一起上课、活动 ,该MV打破5项V榜吉尼斯,夺取内地音乐榜冠军宝座 。9月1日,CCTV1准点开讲《开学第一课》,与王俊凯、易烊千玺一起受邀担当表演嘉宾,并在开场演唱主题曲《开学第一课》 。9月8日,与王俊凯、易烊千玺一起不仅在央视中秋晚会直播现场登台表演,而且提前录播亮相湖南卫视中秋晚会上 。9月12日,TFBOYS组合发布《幸运符号》。9月13日,爱奇艺出品,为TFBOYS量身打造的全国首档偶像全纪录节目《TFBOYS偶像手记》,每周六、日晚20:00在爱奇艺、PPS全网首播。9月13日,TFBOYS参演深圳卫视《年代秀》节目于当晚播出 。9月24日,TFBOYS组合专辑单曲《幸运符号》MV首发,该MV讲述的是积木世界不快乐的积木人是如何在TFBOYS的感染下,拿到幸运符号而重新开始微笑的故事。10月17日,芒果V基金举办的大型公益活动“圆梦计划”在北京正式启动,TFBOYS组合担任此次公益活动的“圆梦大使” ;当晚08:00,TF家族《TF少年GO!》第二季于腾讯视频全网首播[38] 。11月25日,TFBOYS参加“2015腾讯视频V视界”大会并登台表演 。11月26日助阵《梦想星搭档》,成为本季第二位公益加油大使。12月6日,TFBOYS组合在爱奇艺尖叫之夜荣获两奖项,并登台表演 。12月10日,与王俊凯,易烊千玺一起参与《天天向上》节目的录制。12月17日,TFBOYS组合受邀参与央视节目《过年七天乐》的录制 。12月31日,TFBOYS参与了江苏卫视跨年演唱会的录制。