2010年6月—2011年12月，任贵州茅台酒股份有限公司副总工程师。

2011年12月—2015年7月，任贵州茅台酒股份有限公司总工程师。

2014年12月，获得工程应用研究员任职资格。

2015年7月—2016年11月，任贵州茅台酒股份有限公司副总经理、总工程师。

2015年，入选贵州省2015年度高层次创新人才“百”层次培养计划。

2016年11月—2022年9月，任中国贵州茅台酒厂（集团）有限责任公司总工程师。

2020年，入选国家重大人才专项。

2022年9月—2023年7月，任中国贵州茅台酒厂（集团）有限责任公司副总经理、总工程师。

2023年7月，任中国贵州茅台酒厂（集团）有限责任公司党委副书记、副董事长、总经理，贵州茅台酒股份有限公司党委副书记、董事、代行总经理职责。

王莉的研究领域集中在酱香型白酒、固态发酵、代谢产物、白酒分析检测等，并开始涉足环境科学与资源利用领域的研究；2005年，建立了采用近红外透射光谱与气相色谱分析相结合的方式鉴定真假茅台酒的方法及流程。王莉同志先后主导构建完善了酿造过程与产品相关的检测体系，组织对酿造微生物与工艺、风味与品质研究、新产品开发三个领域对白酒酿造展开研究，以风味化学思路引导酱香型白酒科研工作，将酱香型白酒酒体研究从单纯的微量成分分析上升到风味研究时代。

截至2023年3月，王莉在核心期刊发表文章62篇，其中SCI文章17篇。据2021年2月中国知网数据，王莉总计发表包括《酱香型白酒酿造微生物代谢产物解析平台的研究进展》《“十一五”期间茅台集团白酒风味物质研究平台建设及应用回顾》等论文105篇，下载量达20320次，其中最高引用量为77次。截至2021年3月，王莉主持并参与编写了多项企业技术标准，包括《酱香型白酒》国家标准和《白酒企业良好生产规范》国家标准等。

截至2023年3月，王莉先后参与省部级及以上科技项目13项。

截至2023年3月，王莉获得国家技术发明二等奖1项，先后获得地厅级以上专业技术表彰奖励20余项，申请国家专利53项。

截至2021年3月，“王莉技能大师工作室”累计培养国家级白酒评委5人，贵州省级白酒评委20人，国家一级品酒师13人，国家二级品酒师21人，酿造工程师12人。

王莉用西北的执着守护西南的酱香，为守护茅台享誉全球的卓越品质贡献了自己的智慧和年华，被人们亲切地誉为“张骞故里女工匠”。（汉中新闻网评）

（王莉等中国酿酒大师）是工匠精神的捍卫者，是实干兴邦的践行者。他们夙兴夜寐、不矜不盈，为“美酒美生活”添彩增光，为实现中国制造高质量发展励志图强。（第三届“中国酿酒大师”颁奖词评）

作为一名科研工作者，王莉处处亲力亲为，为广大员工做出了很好的表率，她脚踏实地、求真务实的工作作风不断地激励着一大批有梦想的人在朝着目标努力奔跑。（《酿酒》评）

2021年2月9日，贵州省科学技术协会发布《关于2021年中国工程院院士贵州省候选人拟推荐对象的公示》，茅台集团总工王莉在列，引发热议，有部分网友称其为“酱香型院士”，并将此事联系到多年前的“烟草院士”争议，甚至调侃其为“白酒院士”。

2021年2月18日，中国科学技术协会有关负责人回应称，目前引发网络争议的名单尚在地方公示流程中。“贵州科协公示名单后，公示结束期会有领导小组针对是否有举报、异议等情况审核，审核通过才会上报到中国科协。期间有多道流程，到了中国科协，也要经过评选公示、审核，最后推举名单报给中国工程院。”

2021年2月18日，就茅台集团总工程师王莉入围院士候选名单一事，中国工程院有关部门负责人做出回应，根据院士增选工作相关规定，中国科协提名是院士候选人产生渠道之一，王莉尚处于地方科协推荐公示阶段，还不是中国工程院2021年院士增选有效候选人，中国工程院将继续关注相关情况。

2021年4月23日，中国工程院在其官网公布了2021年院士增选有效候选人名单。经中国工程院主席团审议，此次共确定2021年院士增选有效候选人577位。此前，贵州省科协院士增选拟推荐对象、茅台集团总工程师王莉不在其中。