二零零一年，王俪穅开始在云南电视台担任《宠物时光》栏目的主持人，由此开启了她的演艺生涯。两年后，即二零零三年，她首次涉足影视表演，在警匪题材剧集《捕狼行动》中饰演了阿珠一角；同年八月一日，她参演的纪实风格电视剧《中国刑警之九月风暴》正式播出，她在剧中扮演了名为王灵的角色。进入二零零四年，王俪穅的演艺事业继续稳步发展，她在九月十六日上映的剧情电影《好大一对羊》中出演了王老师；此外，在同一年内，她还参与了由著名导演陈家林执导的电视剧《百年虚云》的拍摄，并在剧中生动演绎了小翠这一人物。 二零零五年十二月十七日，一部聚焦民族题材的历史剧《云南往事》于昆明电视台播出，王俪穅在剧中饰演了黄素娥；也是在这一年，她还出演了一部军旅题材剧集《大校的女儿》，成功塑造了小杜这一角色。时间来到二零零六年，八月三十日，她参演的时装爱情剧《浴火凤凰》与观众见面，她在剧中扮演燕玲；同年，她还在一部悬疑刑侦剧《墓后追凶》中亮相，饰演了角色陈梅。二零零七年九月三日，王俪穅出演的民国背景情感剧《最后的格格》播出，她在剧中饰演了名为希雅的人物。 二零零八年二月十六日，一部探案悬疑题材的电视剧《侦探成旭》播出，王俪穅在剧中饰演肖铃；同年，她还参与了导演曹东执导的电视剧《都市里的阳光—无路可逃》的拍摄，在剧中扮演李虹。二零零九年，王俪穅的演艺活动依然活跃，三月二十二日，她出演的聚焦民生热点的剧集《房奴》播出，她饰演了叶晨晨；十月三日，她主演的革命年代剧《冷箭》播出，她在剧中担纲重要角色柳春燕；此外，在同一年，她还以主持人身份参与了新水浒新闻发布会的相关工作。 二零一一年八月二日，由鞠觉亮执导的历史剧《水浒传》在天津卫视、安徽卫视、东方卫视及山东卫视四大平台同步首播，王俪穅在剧中饰演了白秀英一角。二零一二年五月二十八日，她参演的近代传奇剧《错嫁》播出，她在剧中化身为三姨太；随后在八月二十七日，她出演的偶像剧《爱情闯进门》也与观众见面，她在剧中饰演了小雨江的母亲。二零一五年，王俪穅继续在荧幕上展现多样面貌，一月二十八日，她出演的古装探案喜剧《医馆笑传》播出，她在剧中扮演秦夫人；同年十二月二十一日，她参演的都市青春励志偶像剧《花火》播出，她在剧中饰演了王诗雨这一角色。