2008年入选黑龙江省集训队， 2013年进入国家青年队。2016年进入国家一队。

2013年，获世界青少年乒乓球锦标赛女团冠军，同年获得全国青年乒乓球锦标赛女单冠军。

2014年，获得全国乒乓球锦标赛女团冠军。同年获世界青少年乒乓球锦标赛女单冠军和女团冠军。

2017年，获得第十三届全运会乒乓球混双冠军。并在2017年亚洲乒乓球锦标赛获得女子双打亚军。

2018年，获得乒乓球世界杯女团冠军。同年获得第54届世界乒乓球锦标赛女团冠军。并获得2018年雅加达亚运会乒乓球女单冠军、女团冠军。

2020年，和陈梦搭档获得2020年全国乒乓球锦标赛女双夺冠。

2021年，做为替补出赛与队友陈梦、孙颍莎共同获得2020年夏季奥林匹克运动会乒乓球女子团体冠军；同年在2021年世界乒乓球锦标赛中，在女子单打比赛中夺得冠军，并搭档孙颖莎再次击败日本组合伊藤美诚/早田希娜卫冕女子双打冠军；2021年9月，获得第十四届全运会女单冠军、女双冠军、混双亚军。2021年，获得2021赛季中国乒乓球俱乐部超级联赛女团冠军。2021年11月，获得2021年世界乒乓球锦标赛女单冠军、女双冠军。

2022年，获得2022赛季中国乒乓球俱乐部超级联赛女团冠军。

2023年，获得2023年WTT冠军赛澳门站女单冠军；9月，获得亚洲乒乓球锦标赛女单、女双冠军，夺得杭州第19届亚运会乒乓球女团冠军。

2024年，获得澳门世界杯2024女单亚军；5月，获得2024年WTT沙特大满贯女双冠军。

2024年8月，获得2024年夏季奥林匹克运动会乒乓女子团体冠军。

2025年2月，获得2025年第34届国际乒联-亚乒联盟亚洲杯女子单打冠军。

2025年11月，王曼昱在第十五届全运会女单决赛中战胜河北队选手孙颖莎夺得冠军，成为继焦志敏、邓亚萍、张怡宁之后第四位卫冕全运会女单冠军的乒乓球运动员。

2025年12月，在WTT香港总决赛女单决赛中，王曼昱历经六局激战，4比2战胜蒯曼成功卫冕。