王沛然从小就很有艺术天分，一直是班级活动中表现积极的“文艺分子”，唱歌、表演、主持，总是可以看到她的身影。高中时期，她进入中国音乐学院附属中学，在声歌系民族唱法专业学习。在校期间，她经常担任音乐会嘉宾助唱，代表学校参加国际性歌唱比赛。随着对表演体验的深入，王沛然逐渐萌发了成为专业影视演员的想法，并于2014年报考了艺术院校，最终被北京电影学院表演系录取。
2016年6月，王沛然参加北京电影学院“第十三届校园歌手大赛”，勇闯三关，最终取得了总决赛冠军。2017年9月，由
朱锐斌执导的爱情魔幻喜剧《
大话西游之爱你一万年》播出，王沛然在剧中饰演敢爱敢恨的性情女子白晶晶，与黄子韬饰演的至尊宝上演一段爱恨情仇。
2018年7月6日，由
于和伟、
张丹峰领衔主演的刑侦缉毒剧《
猎毒人》播出，王沛然在剧中饰演天真善良、聪慧机智的吕梦瑶，在遭遇了家道变故之后，从活泼可爱的少女蜕变成勇担家庭责任的支柱。
2019年，主演动作类影片《
武者》，在片中饰演女主何若男；该片在第五届成龙国际电影周获钢铁人最佳导演、最佳编剧奖。
2020年2月2日，出演的检察社会剧《
决胜法庭》播出，剧中饰演记者叶紫瑶；11月，在开拍的古装神话动作电影《
后羿之逐日之战》中饰演蝉。同年，她与梅洋、何雨虹、柏程俊等领衔主演电影《凤凰的微笑》。
2024年12月6日，参演的双强宿命感高智斗骊袭爽剧《
九重紫》播出。
王沛然有着甜美的酒窝、清澈的歌声以及清纯的气质。拥有姣好的面容、好嗓子、好运气，这让王沛然成为别人眼中的“幸运儿”，但事实上，除了外貌优势之外，她所拥有的“好运气”无一不来自艰苦的努力和认真的态度。（网易娱乐评）
王沛然饰演的白晶晶颠覆了以往观众印象中那个吃人饮血、诡计多端的蜘蛛精形象，取而代之的是一个敢爱敢恨、性格泼辣的角色呈现，凭借细腻有辨识度的演技征服了不少观众，也收获了观众的喜爱。在《猎毒人》中王沛然以精准的演技赋予了角色更多内心的感受。面对家庭变故，她哭的撕心裂肺，痛不欲生，将角色的伤痛表现得淋漓尽致。（凤凰网、北青网评）