2008年,入选浙江省游泳队。
2011年,入选中国国家游泳队,师从李雪刚、徐国义教练。4月,在武汉举行的全国游泳冠军赛中,为浙江队夺得女子4×200米自由泳接力赛冠军。
2011年9月,在日照全国游泳锦标赛夺得女子100米仰泳的冠军。在10月进行的第7届全国城市运动会上,获得女子100米仰泳、4×100米和4×200米自由泳接力金牌。其中,4×100米自由泳接力金牌是她首枚全国综合性赛事的金牌。
2012年4月,在绍兴全国游泳冠军赛暨奥运选拔赛中,夺得女子100米仰泳冠军。8月,在伦敦举办的第30届夏季奥运会中,首次登上奥运赛场,闯进女子100米仰泳决赛,最终名列第八。
2013年4月,郑州全国游泳冠军赛上,傅园慧在女子50米、100米仰泳两个项目上夺冠。8月2日,在巴塞罗那举行的第15届世界游泳锦标赛女子50米仰泳决赛,摘得银牌。9月,在沈阳举办的第12届全国运动会女子100米仰泳决赛中,夺得金牌。
2014年5月,在青岛全国游泳冠军赛暨亚运会选拔赛中,获得女子100米仰泳冠军.
2014年9月23日,在韩国仁川举行的第17届亚运会女子50米仰泳决赛中,摘得金牌。24日,在仁川亚运会女子100米仰泳决赛中,夺冠,成为亚洲仰泳双冠王。
2015年4月,在宝鸡全国游泳冠军赛暨世锦赛选拔赛中,傅园慧先后夺得女子50米仰泳、100米仰泳的冠军。
2015年8月,在俄罗斯喀山举行的第16届世界游泳锦标赛上,女子50米仰泳决赛中,获得冠军。8月9日,女子4×100米混合泳接力决赛中,夺得冠军,收获个人在本届赛事中的第二枚金牌。
2016年8月9日,在100米仰泳决赛中,以58秒76再次刷新个人最好成绩并打破全国纪录,最终位列第三夺得铜牌,成为中国女子仰泳第一个登上奥运领奖台的选手。
2016年11月17日,在日本东京进行的亚洲游泳锦标赛中,赢得女子50米仰泳冠军,这是她收获的第一枚亚锦赛金牌。18日,女子100米仰泳决赛,以59秒70的成绩打破赛会纪录,再夺一金。
2017年4月,青岛全国游泳冠军赛,连夺女子4×100米自由泳接力和女子50米、100米仰泳三枚金牌。其中,100米仰泳决赛58秒72的成绩刷新了由她本人保持的全国纪录。
2018年,在短池世锦赛女子4×50米混合泳接力决赛中,与索冉、王一淳和吴越组成的中国队以1分44秒31获得亚军,并打破亚洲纪录。
2020年1月15日,在国际泳联冠军游泳系列赛深圳站,获得女子100米仰泳亚军。
2020年,国际泳联冠军系列赛深圳站女子4×100米自由泳接力冠军。
2019年,国际泳联冠军系列赛广州站女子100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2019年,全国游泳冠军赛女子100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2018年,全国游泳锦标赛女子50米仰泳冠军。
2018年,雅加达亚运会女子50米仰泳亚军。
2018年,全国游泳冠军赛女子50米仰泳冠军。
2017年,第十三届全国运动会女子100米仰泳冠军、4×100米混合泳接力冠军,男女4×100米混合泳接力冠军。
2017年,布达佩斯世界游泳锦标赛女子50米仰泳亚军。
2017年,全国游泳冠军赛女子4×100米自由泳接力冠军、100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2016年,亚洲游泳锦标赛女子100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2016年,里约奥运会女子100米仰泳季军。
2015年,喀山世界游泳锦标赛女子4×100米混合泳接力冠军、50米仰泳冠军。
2015年,国际泳联游泳世界杯北京站女子50米仰泳冠军。
2015年,全国游泳冠军赛女子4×100米自由泳接力冠军、100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2015年,澳大利亚珀斯四国游泳对抗赛女子200米仰泳冠军。
2014年,全国游泳锦标赛女子100米仰泳冠军、4×100米混合泳接力冠军。
2014年,国际泳联游泳世界杯北京站女子50米仰泳冠军。
2014年,仁川亚运会女子100米仰泳冠军、50米仰泳冠军。
2014年,全国游泳冠军赛女子50米仰泳冠军、全国游泳冠军赛女子100米仰泳冠军。
2014年,澳大利亚五国游泳对抗赛女子100米仰泳冠军、澳大利亚五国游泳对抗赛女子50米仰泳冠军。
2013年,第六届东亚运动会女子50米仰泳冠军、100米仰泳冠军、4×100米混合泳接力冠军。
2013年,全国游泳锦标赛女子4×100米混合泳接力冠军。
2013年,第十二届全国运动会女子100米仰泳冠军。
2013年,巴塞罗那世界游泳锦标赛女子50米仰泳亚军。
2013年,全国游泳冠军赛女子50米仰泳冠军。
2013年,中国-澳大利亚-南非三国对抗赛女子50米仰泳冠军。
2012年,第九届全国大学生运动会女子100米仰泳冠军。
2012年,全国游泳冠军赛女子100米仰泳冠军、全国游泳冠军赛女子50米仰泳冠军。
2011年,第七届全国城市运动会女子4×100米自由泳接力冠军、100米仰泳冠军、4×200米自由泳接力冠军。
2011年,全国游泳锦标赛女子100米仰泳冠军。
2011年,世界青少年游泳锦标赛女子100米仰泳亚军。
2011年,全国游泳冠军赛女子4×200米自由泳接力冠军。
傅园慧本身在世界排名非常强,是短距离选手,爆发力非常好。(雅典奥运会蛙泳冠军罗雪娟 评)
傅园慧在赛后采访时的那种发自内心的激动和欣喜正是对享受体育运动、超越自我的奥林匹克精神的最好诠释,展现了当代中国运动员自信开朗、积极向上的精神状态和风貌。(原国家体育总局局长刘鹏 评)
成绩和率真、可爱的个性是要结合在一起的,否则也不会有如此大的影响力。要想被人们了解,你得先有成绩作为基础,这才有了一个最基本的资格。而且傅园慧她的举动和幽默搞笑的话语是完全立足于正能量的基础上的,既清新又不过分,带给了我们很多的快乐。(原中国国家游泳队总教练张亚东 评)
她特别真实,喜怒哀乐都写在脸上。训练从没听她喊过苦,很钻,很有担当和责任心。(天津医科大学体育部教授于东升 评)