2020年2月15日，WTA泰国公开赛女单八强赛争夺战，王曦雨以6-2、3-6、3-6遭波兰球员里内特逆转。虽无缘四强，但王曦雨在泰国赛仍创下两项个人最佳：首次战胜TOP20球员，首次跻身巡回赛女单8强；2月25日，WTA阿卡普尔科公开赛女单首轮，王曦雨以6-4、7-6（6）战胜赛会2号种子、世界排名第56位的王雅繁晋级；2月27日，女单1/4决赛，小花王曦雨以6-2、6-2横扫朱琳，生涯首进巡回赛四强；2月29日，王曦雨以4-6、6-7(6)不敌7号种子沃森，止步四强。

2021年1月7日，WTA阿布扎比站女单第一轮，王曦雨以6-3、3-6、6-4打败荷兰球员鲁斯，新赛季首战告捷；3月1日，WTA250里昂网球赛女单首轮，王曦雨6-7、4-6负于荷兰选手鲁斯被淘汰；5月28日，2021法网公开赛女单资格赛决赛，王曦雨以6-3、6（8）-7、6-3淘汰资格赛9号种子科恰雷托，职业生涯首次晋级法网正赛阶段；5月30日，2021法网公开赛女单正赛首轮，王曦雨面对排名第50位的美国选手柯林斯，以2-6、6-4、4-6落败；10月17日，ITF世界网球巡回赛W25佛罗伦萨站女单决赛，王曦雨以3-6、6-0、6-7不敌艾米莉安娜·阿兰戈，获得亚军。

2022年1月17日，在澳大利亚网球公开赛女单首轮比赛中，持外卡参赛的王曦雨以7-5、6-3两盘击败资格赛球员库兹莫娃，收获个人在大满贯女单正赛的首场胜利；1月19日，2022年澳大利亚网球公开赛女单第二轮争夺，中国球员王曦雨以2-6/3-6不敌赛会4号种子克雷吉茨科娃就此止步；3月23日，2022年WTA1000迈阿密公开赛展开女单资格赛决赛，王曦雨以6（6）-7、4-6不敌世界排名第94位的资格赛9号种子劳伦·戴维斯；4月6日，WTA500查尔斯顿站女单首轮，王曦雨以6-4、6（5）-7、3-6被10号种子贝琳达·本西奇逆转；4月18日，在W100美国帕姆港女单决赛中，王曦雨以4-6、3-6连输两盘不敌本土作战的沃雷涅茨，获得亚军；4月24日，在ITF美国夏洛茨维尔W60女单决赛中，王曦雨以4-6、3-6不敌本土球员齐里科，获得亚军；5月2日，2022年ITF美国W100查尔斯顿站女单决赛，王曦雨以3-6、2-6不敌汤森德，获得亚军；5月16日，在法国网球公开赛女单资格赛首轮中，王曦雨以7-5、6-0击败韩娜莱；在5月18日的资格赛次轮中，王曦雨以3-6、3-6不敌劳拉·西格蒙德，继2019年之后生涯第二次止步于法网资格赛女单次轮。

2022年6月，W125瓦伦西亚挑战赛首轮，王曦雨以6-1、7-5击败安娜·伯格丹晋级；第二轮，王曦雨4-6/7-5/7-5战胜马萨罗娃，闯入女单八强；1/4决赛，王曦雨以2-6、6-2、7-6(5)逆转托莫娃，晋级四强；半决赛，王曦雨连赢五局后以6-3、6-4淘汰瑞典选手比约克隆德，杀入职业生涯迄今最高级别单打争冠战，同时王曦雨的即时排名跻身前100行列；决赛，王曦雨以4-6、6-4、3-6不敌郑钦文，获得亚军；6月24日，2022年温网女双签表已经揭晓，王曦雨/郑钦文对阵8号种子青山修子/詹皓晴；6月，在温布尔登网球锦标赛女单首轮中，王曦雨在温网成人赛正赛首秀中以1-6、4-6不敌尤勒·尼迈尔；6月30日，2022年温布尔登网球锦标赛女双首轮，王曦雨/郑钦文以5-7/3-6不敌青山修子/詹皓晴止步女双首轮；7月13日，WTA250布达佩斯站女单首轮，王曦雨6-1/7-6（1）克雷吉茨科娃，职业生涯第二次战胜时任TOP20选手 ；7月14日，WTA250布达佩斯站女单第二轮，王曦雨以7-6（2）、7-6（10）直落两盘击败安娜·伯格丹，职业生涯第三次闯入到WTA巡回赛女单八强，也是首次跻身WTA级别红土八强；7月15日，WTA250布达佩斯站女单1/4决赛，王曦雨开场连丢八局，最终以0-6、1-6不敌世界排名第105位的亚历山德拉·克鲁尼奇，止步八强；7月20日，WTA250巴勒莫站女单首轮，王曦雨全场仅成功完成2次保发，最终以3-6、3-6不敌世界排名第145位的格拉布，2022赛季WTA巡回赛女单正赛15战仅拿到其中4胜；在女双首轮中，王曦雨与张帅搭档，最终以6-2、3-6、6-10遭到安什巴/乌德瓦尔迪逆转，无缘晋级；7月，入选中国网协公布备战巴黎奥运的名单；8月3日，WTA250华盛顿站女单首轮，以6-2、7-5击败塔吉扬娜·玛利亚，挺进女单第二轮。这也是王曦雨自年初澳网首轮击败库兹莫娃之后在2022赛季硬地巡回赛正赛女单赛场取得的第二胜；8月3日，王曦雨在华盛顿站2比0淘汰2022年温网女单新科四强玛利亚，与朱琳成功晋级第二轮；8月5日，WTA250华盛顿站女单第二轮，王曦雨以4-6/7-5/6-1逆转淘汰维基奇；8月6日，WTA250华盛顿站女单1/4决赛，王曦雨以6-1/6-3直落两盘击败4号种子阿扎伦卡；8月，WTA250级别的华盛顿站女双四分之一决赛补赛，王曦雨/袁悦以3:6、6:4、9:11惜败于头号种子佩古拉/卢特丽芙，无缘四强。同月，WTA250华盛顿站女单半决赛，王曦雨以1-6/1-6不敌萨姆索诺娃，无缘决赛；8月23日，WTA250格兰比站女单首轮，王曦雨鏖以7-6（4）/6-7（5）/6-2击败世界排名257位的美国球员勒布；8月26日，2022年WTA250格兰比站女单1/4决赛，王曦雨以3-6/0-6连输两盘不敌9号种子、澳大利亚好手萨维尔（加芙里洛娃）无缘女单半决赛；8月30日，2022年美网女单首轮，王曦雨在先输一盘后成功逆转，最终以5-7、6-3、6-3翻盘淘汰黛安·帕里，取得个人在美网成人组正赛的生涯首胜，也是继2022年澳网之后再次在大满贯赛场闯过正赛首轮关；9月1日，美网女单第二轮，王曦雨成功逆转，最终以3-6、7-5、7-5击败赛会3号种子玛利亚·萨卡里，职业生涯首次击败Top10球员，首次挺进大满贯女单32强；9月2日， 美网女单第三轮，王曦雨以4-6、6-3和4-6憾负美国选手里斯克，无缘16强；9月28日，WTA250塔林站女单首轮，王曦雨鏖战2小时17分钟，在决胜盘两破对手发球胜赛局、且先后挽救三个赛点之后，最终以6-3、2-6、5-7不敌赛会头号种子阿奈特·康塔维特；10月11日，2022年WTA250克鲁日-纳波卡女单首轮，王曦雨最终以6-3/6-3击败世界排名第83位的罗马尼亚球员克里斯蒂安顺利晋级；10月14日，WTA250克卢日-纳波卡站女单第二轮，以6-1、6（8）-7、7-6（6）险胜鲁塞，2022年第四次跻身巡回赛女单八强；10月15日，WTA250级克卢日-纳波卡站女单四分之一决赛，王曦雨以6比1、7比6（5）击败西班牙球员帕里扎斯·迪亚兹，本赛季个人第二次打入一项WTA250赛的女单半决赛；10月16日，2022年WTA250克卢日-纳波卡站女单半决赛，王曦雨5-7、6-4、3-6不敌意大利球员保利尼；10月，联合会杯女子网球团体赛阵容公布，王曦雨在列；11月，参加2022年比利简金杯世界组附加赛 ；11月12日，2022赛季比利·简·金杯世界组附加赛中国队与斯洛文尼亚队的比赛全部结束，王曦雨两盘不敌波托奇尼克；11月15日，国际女子网球协会发布2023年9月10日前的赛历，王曦雨获得了澳网单打参赛资格；12月，入选2023年澳大利亚网球公开赛正赛参赛名单。

2023年1月4日，WTA250奥克兰站女单首轮，王曦雨伤退。1月17日，2023年澳网公开赛展开第二比赛，王曦雨以1-6/3-6连输两盘不敌前世界第一、捷克名将卡·普利斯科娃；1月20日，澳网女双首轮，王曦雨/里内特以5-7、6-3、3-6不敌10号种子青山修子/柴原瑛菜，无缘晋级；1月30日，2023年WTA250华欣站女单首轮，王曦雨以6-4/3-6/0-6不敌朱琳；1月31日，WTA250华欣站女双首轮比赛，王曦雨/卢特利芙1-6/5-7不敌詹皓晴/吴芳贤；2月19日，王曦雨所属的壹壹贰叁青少年网球俱乐部发布消息，称正在WTA250级梅里达站参赛的王曦雨，已与新任教练奈吉尔·西尔斯展开合作；2月21日，墨西哥举行的WTA250梅里达站单打比赛，王曦雨以7:5、4:6、7:6(1)战胜里斯克；双打比赛中，中国组合王曦雨/朱琳以6:1、4:6、10:6淘汰英国组合巴内特/尼科尔斯，成功晋级八强；2月23日，WTA250梅里达站第二轮，王曦雨以3比6、2比6不敌资格赛选手比勒，无缘晋级八强；3月21日至4月2日，王曦雨参加WTA1000迈阿密站；3月10日，印第安韦尔斯大师赛第二轮，王曦雨无缘晋级；3月21日，WTA1000迈阿密站女单首轮，王曦雨以6-0、7-5战胜布兰达·弗鲁维尔托娃；4月5日，WTA500查尔斯顿站首轮比赛，王曦雨以3-6/3-6连输两盘不敌世界排名第275位的资格赛球员巴普蒂斯特一战出局；4月，获得2023温网单打比赛的正赛资格；4月28日，2023年马德里网球公开赛女子单打第二轮，中国选手王曦雨以2比1战胜加拿大选手安德烈埃斯库，晋级第三轮；5月1日，2023年WTA1000马德里站女单第三轮，王曦雨以4-6、1-6不敌克雷吉茨科娃，止步女单32强；5月，2023年WTA1000罗马站女单首轮，王曦雨两盘均挽救盘点并破掉对手的发球胜盘局，最终以7-6(2)、7-6(2)击败本土外卡斯特凡尼尼，收获本站首胜；5月13日，WTA1000罗马站女单第三轮，王曦雨6-2、0-6、7-5击败资格赛球员泰勒·汤森德，挺进女单16强，刷新个人职业生涯在WTA1000级别赛事最好战绩；5月15日，WTA1000罗马站女单第四轮，王曦雨4-6、6-3、1-6负于郑钦文；7月6日，温网女单首轮，王曦雨4-6、6-3、5-7不敌俄罗斯球员安德烈娃。

2023年8月11日，入选中国国家女子网球队参加杭州第19届亚运会的6人名单；8月28日，2023美国网球公开赛揭幕，王曦雨以4-6、6-3、7-6（6）逆转战胜库兹莫娃；8月31日，美网女单第二轮，王曦雨6-3、6-7（5）、2-6遭到本土选手佩拉逆转；9月23日，WTA250广州站决赛，王曦雨6-0、6-2战胜赛会头号种子里内特，收获生涯首个巡回赛冠军，王曦雨也成为第5位获得广州站冠军的中国球员。

2024年1月3日，2024年WTA250奥克兰站，王曦雨挺进女单八强；1月16日，在澳网女单首轮中，王曦雨以1-6、7-6（5）、5-7不敌艾玛·纳瓦罗；1月，在WTA250华欣站女单首轮中，王曦雨以6-1、6-1战胜王蔷；第二轮，王曦雨以4-6、6-3、5-7不敌加尔菲·达玛；2月5日，阿布扎比公开赛首轮，持外卡出战的王曦雨以2-6、6（4）-7不敌比阿特丽斯·哈达德·玛雅；2月19日，迪拜网球锦标赛首轮，从资格赛突围的王曦雨7-5、2-6、3-6遭叶莲娜·奥斯塔彭科逆转，无缘晋级；3月，在WTA250奥斯汀站决赛中，王曦雨4-6、64-7不敌袁悦获得亚军；3月，在巴黎银行公开赛首轮中，王曦雨6-4、2-6、4-6不敌克莱拉·比雷尔。3月，迈阿密公开赛第二轮，王曦雨2-6、2-6不敌安娜·卡林斯卡娅，面对Top25球员吞下11连败。2024年5月，温布尔登网球公开赛公布正赛名单，王曦雨入选；5月27日，法网女单首轮，王曦雨7-5、6-7、6-3击败白卓璇，首次晋级法网第二轮；5月30日，2024年法国网球公开赛女子单打第二轮，王曦雨0比2不敌加拿大选手费尔南德斯，无缘第三轮。6月28日，入选中国国家网球队参加2024年巴黎奥运会的运动员名单。7月2日，温网女单首轮，王曦雨6-3、3-6、4-6遭到克罗地亚选手多娜·维基奇逆转，连续三年止步温网首轮。7月31日，巴黎奥运会网球女单第3轮，王曦雨3-6、4-6不敌斯瓦泰克，止步于16强。

2024年8月，美网首轮，王曦雨以62-7、65-7不敌帕里被淘汰出局。9月，WTA250华欣站第二轮，5号种子王曦雨在一场超过四小时的马拉松大战当中以6-7(3)、6-4、6-7(1)不敌德国老将西格蒙德，无缘晋级八强。9月26日，2024中网首轮，王曦雨6-75、6-0、3-6不敌格鲁比奇，无缘晋级。9月30日，中网女双，王曦雨/王雅繁6-3、3-6、8-10不敌科恰雷托/萨姆索诺娃，无缘八强。

王曦雨平时喜欢吹陶笛、练小提琴。美网期间，王曦雨在球员花园试着吹奏了一曲《心之海域》，这还是她第一次在公开场合吹奏陶笛曲子。偶尔王曦雨也喜欢看看动漫。很小王曦雨就养成了写训练和比赛日记的习惯，内容基本就是比赛训练中的一些想法及启发。比赛之余她也会研究对手的比赛视频，从中学习。

王曦雨的特长是左手持拍，相比一般网球选手来说进攻可能性更多。从2016年印度青少年网球赛夺冠，美国青少年网球赛夺得亚军，南京青少年网球赛夺得双打冠军，日本大阪市长青少年网球赛双打夺冠，王曦雨在国际上的排名一路上涨，是现役中国女网青少年的头号种子选手。

她特别要强，不畏惧挑战，也很喜欢竞争的感觉，可以说是比赛型选手，在比赛中总是遇强则强。（ 俱乐部运动员管理总监沈剑夷评）

王曦雨的技术很全面，不同于很多青少年球员苦练底线技术，王曦雨也喜欢练习切削、截击和放小球等技术（人民日报 评）