2006年，王子文出演个人首部电视剧《谁是我爸爸》，正式进入娱乐圈。继而出演个人首部电影《姨妈的后现代生活》，随后在战争剧《寒秋》中饰演女主角美丽的插秧女秋红而受到关注。

2007年，王子文参演古装历史剧《夜郎王》，饰演青锁；随后，与聂远、曾黎合作主演都市商战剧《人间浮尘》，饰演有强烈的色彩与个性且甘愿为爱付出的镜若；同年在颢然执导的电影《嫁妆》中担任女主角，饰演渔村女孩银沙，这也是其首次在电影中担任女一号 。

2009年，王子文主演爱情喜剧电影《隋朝来客》，饰演女一号婀娜多姿的美女姚盈盈；随后，客串青春励志剧《加油网球王子》和家庭情感剧《再过把瘾》。

2010年，与刘烨、高圆圆、李小冉合作出演爱情电影《无人驾驶》，饰演网络女作家非子鱼；随后，参演冯小刚导演执导的《唐山大地震》，饰演方达之妻小河；同年，与贾乃亮、王泊文主演历史爱情剧《生死桥》，担任敢爱敢恨的女主角丹丹 。

2011年，主演当代都市家庭剧《家的N次方》，饰演鬼马齐齐；随后，与孙红雷、黄磊、王珞丹合作主演都市感情大戏《男人帮》，在剧中饰演对爱情果敢勇猛的潇潇。

2012年，出演冯小刚执导的剧情片《一九四二》，在影片中饰演从富家女到灾民的星星，王子文凭借对这一角色的细腻把握赢得了观众的肯定和赞扬 ；之后，与周迅、梁朝伟合作主演动作电影《大魔术师》，在剧中饰演梁朝伟的魔术搭档李娇；同年，客串民国剧《刺青海娘》中性格泼辣豪爽的冯如烟一角。

2013年3月，搭档钟汉良、任重主演的爱情电影《爱神来了》上映，王子文饰演女一号百货公司打工妹苏小贝。2014年，在青春励志剧《青春无季》中饰演警花柠檬。2015年，与余少群、冯远征合作主演电影《进皇城》，在剧中饰演天生浪漫的南方姑娘方春荣。

2016年4月18日，都市职场女性剧《欢乐颂》开播，王子文凭借剧中精灵古怪的富二代曲筱绡一角获得颇高人气 ，并获得第19届华鼎奖“中国百强电视剧全国观众最喜爱的影视明星”奖项；7月17日，作为替补歌手参加首档明星跨界音乐节目《跨界歌王》并获得最具人气奖；9月15日，黑色悬疑类电影《追凶者也》在中国大陆上映，王子文在片中饰演云南小镇姑娘杨淑华；9月29日，谍战传奇情感剧《双刺》上星播出，她首次挑战谍战剧饰演任性霸道却又聪敏机智的司令部行动队队吴佩欣；10月8日，在都市情感剧《一起长大》中饰演充满正义感的护士孟小夏；24日，都市悬疑爱情剧《如果蜗牛有爱情》在东方卫视及腾讯视频播出，开播当天该剧取得全国收视率同时段排名第一，上线14小时网络点击量突破1亿的成绩，而王子文凭借在剧中饰演犯罪心理研究的天才新人许诩获得腾讯视频星光大赏年度大势电视剧女演员奖；同年，她还接连获得时尚COSMO美丽盛典年度最具人气偶像及爱奇艺尖叫之夜年度突破电视剧演员两个奖项。

2017年1月16日，在电视剧《别了，拉斯维加斯》中饰演寻梦的80后女孩凤儿；随后，获得微博之夜微博年度突破演员；27日，王子文首次登上央视春晚舞台，并与刘涛、蒋欣、杨紫、乔及TFBOYS演唱开场歌曲《美丽中国年》 ；3月，凭借《欢乐颂》获得中国电视剧品质盛典年度飞跃表演剧星；5月11日，继续在都市女性励志剧《欢乐颂2》中饰演曲筱绡；同年，她还搭档盛一伦主演改编自净无痕同名小说的传奇剧《太古神王》，并在剧中饰演自信而慧黠、顽皮且傲娇，渴望自由自在生活的莫倾城；9月10日，其主演的都市剧《何所冬暖，何所夏凉》首播，她在剧中饰演刺猬小姐简安桀。

2018年，搭档陈赫主演都市奇幻喜剧《动物管理局》，在剧中饰演动物管理局金牌探员吴爱爱。2019年，在医疗题材电视剧《了不起的儿科医生》中饰演焦佳人。