2004年8月1日，王珞丹主演的电视剧《蝴蝶飞飞》在中国首播，王珞丹在剧中饰演麦乐乐。

2006年2月24日，王珞丹主演的电视剧《阳光像花一样绽放》（原名《深牢大狱》）上映，王珞丹在剧中饰演单鹃。4月21日，王珞丹出演《可可西里》中的丁文静。7月2日，萨日娜与王珞丹在 《母亲是条河》扮苦情母女。

2007年，王珞丹饰演《中国女法官》中的左梅。4月拍摄《车逝》。6月7日，王珞丹出席第三届电视剧风云盛典。8月，以抗日战争为背景的电视剧《烽火孤儿》开机，她在剧中饰演日中混血儿杜薇。

2007年至2008年，王珞丹热血出演《排球女将》。

2008年2月，王珞丹在《暗香》中 和黄晓明（听歌）一同演绎经典爱情；22日，王珞丹参加第15届大学生电影节新闻总汇；28日，同赵宝刚再度联手在《我的青春谁做主》担任钱小样一角 。5月获得电影百合奖、入选金鹰奖最佳女演员侯选。11月8日，在公映电影《车逝》里扮哑女。

2009年1月8日，王珞丹出席“大爱2008·时尚盛典，获封“大爱之星”。2月28日《超级访问》八周年庆典，王珞丹朱雨辰牵手走红毯。3月6日，王珞丹清纯装扮恭贺《尚嘉》惊艳亮相。2009年4月的“80后新生代娱乐大明星”评选活动中，与黄圣依、杨幂、刘亦菲被评为内地的新“四小花旦”。4月12日，参演电视剧《我的青春谁做主》登陆央视一套黄金档、做客新浪聊《我的青春谁做主》、被搜狐娱乐评选为先锋人物，4月30日，王珞丹首次上榜百度“十大美女风云榜”。5月7日，王珞丹领衔百合奖表演。6月27日，王珞丹加入09“嘉人”香烛计划。7月15日，王珞丹今天出席《我心中的经典电影形象》评选活动；17日，王珞丹录制“5.12 中国·爱”第28期：《徽章女孩的军营梦》；23日，王珞丹获提名的“飞天奖”，颁奖典礼于9月在“水立方”举行；28日，王珞丹入选“中国十大新锐明星”。9月，王珞丹亮相飞天奖、获得新玉女挂冠，、出席2009ELLE风尚大典。

2010年1月8日，《杜拉拉升职记》圆满杀青，王珞丹演绎白领丽人，影迷陪伴温暖寒冷冬夜，28日，王珞丹加盟《琥珀》。2月14日，王珞丹亮相东方卫视春晚录制，独唱《说爱你》。8月20日——12月20日，拍摄电视剧《山楂树之恋》，并且冰封微博。11月11日《男人帮》开机，12月30日王珞丹结束其他工作，到《男人帮》组里进行拍摄，演莫小闵。同年，王珞丹主演的《杜拉拉升职记》取得不俗收视率，与剧中男主角李光洁被网民誉为“国民情侣档”。

2011年1月1日，王珞丹出席2011年东方卫视跨年演唱会，首次演唱 《小时候》，10日，王珞丹现身厦门录制《欢喜大围炉》。4月5日，王珞丹云南遭遇车祸并于4月9日车祸受伤后公开亮相杭州；5月11日，王珞丹在上海亮相某演唱会，演唱歌曲《浪花一朵朵》。8月5日，丁俊晖牵手王珞丹登《第五频道》。10月18日，王珞丹出演陈凯歌新戏《搜索》。

2012年，王珞丹出演央视春晚，“央视龙年春晚30年”环节中王珞丹与蔡国庆合唱《常回家看看》，并携家人一起拜年。2月2日《红娘子》开播，王珞丹饰演“小辣椒性格”的红军“王小红”。2012年3月12日电视剧《山楂树之恋》登陆江苏卫视，王珞丹饰演静秋 。5月，王珞丹参演电视剧《转身说爱你》，王珞丹饰演李明玉。

2013年2月10日，《越来越好之村晚》上映，王珞丹演周一楠。3月份拍摄电影《不法之徒》，王珞丹演伊谷夏。3月31日，王珞丹出席中央电视台2012电视剧明星盛典。2013年8月24日《大汉贤后卫子夫》在横店杀青，王珞丹扮演皇后卫子夫。8月27日《黄飞鸿之英雄有梦》在乌镇开机拍摄，王珞丹扮演十三姨。11月8日，由王珞丹主演的爱情电影《我爱的是你爱我》上映。

2014年7月24日，与冯绍峰、陈柏霖、钟汉良、袁泉、陈乔恩等主演的电影《后会无期》在中国上映，饰演苏米。8月20日，与林峯、周丽淇、徐正曦等主演的电视剧《卫子夫》在中国首播，饰演卫子夫。11月21日，主演的电影《黄飞鸿之英雄有梦》在中国上映，该片由香港导演周显扬联手编剧杜致朗打造，王珞丹在剧中饰演女主角侠女阿春。同年，参与拍摄电影《破风》，饰演饰演了一位自行车运动员，一向瘦弱的她为了练好车技，甚至练出了四块腹肌。

王珞丹在电影《后会无期》、《黄飞鸿之英雄有梦》及电视剧《卫子夫》中都成功塑造了个性鲜明的人物角色，在时尚成绩上，王珞丹不仅频繁受邀出席各大国际时尚品牌活动，还得到国内各大杂志的青睐，一年内登上了二十刊时尚杂志的封面，更是登上了一线杂志《费加罗》的封面。

2015年，参演彭顺执导电影《宅女侦探桂香》。主演再现朝鲜战场上的爱情与友情的史诗巨片《我的战争》。王小帅执导的电影短片《玉米人》于第20届釜山电影节大师展映单元在釜山与本地观众见面，王珞丹饰演神秘“玉米人”。

2016年1月，王珞丹参演电影《消失的爱人》。10月参演医疗行业剧《急诊科医生》。