1985年开始担任模特，1989年获台北十大模特称号。

1993年2月，参演首部电视剧《包青天》。

1998年，参演李雪健主演的电视剧《水浒传》里饰演潘金莲。

1999年，在何家劲、陈浩民、何琳主演的古装剧《庄姬公主》中饰演“庄姬公主”。

2000年，在古装电视剧《大唐御史谢瑶环》里饰演第一女主角谢瑶环；同年，获得大众电视“我最喜欢的影视明星奖”。

2001年，于荣光搭档主演电视剧《蓝色妖姬》，一人分饰两角：白天乔装打扮成温文尔雅、惹人怜爱的教师“赵卓雅”；晚上，回复为行侠仗义、神秘妩媚的清宫杀手“蓝宝珠”；获得中央电视台电视剧演员评选“观众最喜爱的优秀演员奖”。

2000年，登上央视春节联欢晚会，与巩汉林、潘长江表演小品《同桌的她》。

2004年，与范冰冰联袂主演电视剧《巾帼英雄穆桂英》，出演穆桂英。

2007年，参演《大唐儒将开漳圣王》饰演武则天一角；同年获首届华鼎奖公众最满意演艺明星奖。

2011年3月，参演焦恩俊主演的电视剧《侠隐记》，饰演花姨；参演《梨花泪》饰演秋蝉。

2012年，主演音乐电影《一夜成名》。

2013年4月，与高曙光主演的时尚励志偶像剧《幸福的面条》播出，饰演母亲吴润美。

2014年4月，参演反映残疾人生活的公益影片《起飞吧，纸飞机》；同年11月，由马精武、闫妮等实力派演员加盟的《歌海情天》在央视8套隆重播出，剧中王思懿饰演台湾作家夏诗雨。

2015年7月中，电视剧《新人在旅途》开机，王思懿首次再接新剧演母亲；同年在《青春正能量》中饰演苗侨伟的太太阮小娥。