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》 。
