2002年，万茜出演个人首部电视剧《金锁记》，从而正式进入演艺圈。2006年，万茜出演国家话剧院年度戏剧《荒原与人》。2007年，万茜发行音乐专辑《万有引力》，获南北音乐盛典三项新人奖。2011年，万茜因在都市爱情剧《裸婚时代》中饰演陈娇娇被大家熟知。2012年，出演都市爱情剧《我家有喜》。2013年，万茜凭借家庭伦理剧《小儿难养》入围上海电视节“最具人气女演员”。2014年，万茜凭借电影《军中乐园》获得第51届台湾电影金马奖“最佳女配角”。2015年，在孙红雷主演的都市情感剧《好先生》中，万茜饰演心理医生徐丽;随后，特邀出演古装魔幻剧《海上牧云记》，万茜饰演端庄华贵的南枯月漓。2017年，万茜凭借《你好，疯子!》获得第24届北京大学生电影节最佳女演员奖。2018年3月27日，万茜搭档马天宇主演的三国题材权谋古装剧《三国机密之潜龙在渊》在腾讯视频上线，并在剧中饰演清丽英气的汉献帝皇后伏寿 ;4月28日，与胡歌、桂纶镁、廖凡合作出演由刁亦男执导的剧情片《南方车站的聚会》在武汉开机。2018年，万茜因电视剧《猎场》中“熊青春”一角入围第24届上海电视节白玉兰奖“最佳女配角”。

　　万茜给人一种才华横溢的文艺女青年形象，出身戏剧舞台，在绘画和音乐方面同样有着过人的天分，凭借扎实的演技获得过台湾电影金马奖的认可，却始终作风低调。在《愚公移山》中，万茜饰演的女主人公在全片中仅一句台词，她凭借丰富的肢体语言和眼神，把一位年轻母亲的慈爱、坚毅、以及憧憬，诠释得复杂而精准，演绎了东方女性的独有魅力。而她在《柳如是》中的古装扮相婀娜多姿，经过半年多的培训驾驭柳如是这个角色，从昆曲的唱功到琴棋书画的学习，很多观众对万茜的表演交口称赞，称她在表演时拿捏的不错，这个角色对她来说挑战很大，但她的表现并没有令人失望。