王丽涵出生于河北省，高中毕业后来到北京，人生第一份工作在国防大学军事博物馆担任讲解员。机缘巧合正逢当时某剧组在军事博物馆取景，该剧组的选角导演碰上王丽涵并说服其出演了人生中第一个角色。后期在该选角导演的推荐下初识导演张艺谋，在电影《秋菊打官司》中担任巩俐的替身，为巩俐走位试灯光。在与全剧组的愉快合作下便有了1997年在电影《荆轲刺秦王》中再次担任巩俐替身的机会。先后两次为巩俐走位试灯光的经历渐渐对影视行业产生了浓烈的兴趣从而选择了演员这条道路。2000年，考入中央戏剧学院表演系。

2002年，在上大学时期出演文艺片《漂亮妈妈》，剧中客串聋哑人郑大的班主任。

2008年，在导演王军的邀请下出演抗战片《那年秋天》，成为该剧女主角，从此开启了演员之路。同年，与李乃文合作主演申奥题材电视剧《我的2008》，剧中饰演申奥运代表罗晓月；10月参演喻瀚湫执导的文艺片《心雨花露》，饰演温柔善良的冷梅。

2009年，参演谍战题材电视剧《冷箭》，剧中饰演老谋深算的卧底严爱华；同年，参演悬疑片《讨债鬼》，饰演风情多变的大嫂。

2011年，参演新农村建设题材电影《炫舞天鹅》，剧中饰演坚强的母亲王敏。9月参演公益题材电影《杜鹃花开》，剧中饰演单亲母亲。同年，参演宫斗题材剧《甄嬛传》，因在剧中饰演憨直朴实的莫言师太，而被观众熟知。

2013年，参演都市情感剧《老有所依》，剧中饰演爱管邻居家庭事务的温柔姐姐乔丽 。10月，参演的抗战题材电视剧《打狗棍》播出，剧中饰演性格泼辣的那女人。

2014年，2月，参演的电视剧《父母爱情》在中央电视台综合频道首播，剧中饰演江德福老家的亲戚二嫂，同年，9月参演都市剧《新闺蜜时代》剧中饰演富家太太周芳。11月参演农村剧《翠兰的爱情》饰演乡下知青二姐。

2015年，参演都市情感剧《岳父也是爹》，剧中饰演妩媚性感的护士长余香。同年，出演公益电影《时来运转》。

2016年，主演公益电影《嫂娘》，剧中饰演善良质朴的嫂子马英信。

2017年，参演电视剧《急诊科医生》剧中饰演妇科主任。同年，10月参演电视剧版《北京遇上西雅图》剧中饰演高龄产妇欧红。

王丽涵是一位有着过硬演技的演员，自出道以来，多以端庄大气、温柔善良的形象出现在萤屏上。偶然也会变换成或冷峻或泼辣或複杂的人物。在电影《炫舞天鹅》中，王丽涵成功驾驭了角色，栩栩如生地塑造了“完美继母”这个人物形象，把美丽“继母”这个人物演绎的淋漓尽致（网易娱乐评）。

在电视剧《翠兰的爱情》中用超强的表演张力赋予了角色全新的生命力，每一个镜头前她都能恰到好处的表现，用情绪和形体外化表现出角色丰富细腻的内心世界（腾讯娱乐评）。