1998年，王濛得以进入黑龙江省体校，成为一名真正意义上的专业运动员。
2000年，16岁的王濛在全国九运会的短道速滑1500米决赛中与大杨扬、小杨阳同组竞技，夺得铜牌。同年，王濛被上调到国家队。
2001年8月，王濛以优异的成绩考入黑龙江大学警官学校，并正式入选国家队 。
2002年，王濛第一次参加世界青年锦标赛，就获得了女子500米冠军，是中国第一位世界青年锦标赛冠军。同时还获得了全能亚军，1500米第三名。
2003年，王濛第一次参加世界锦标赛，就进入了500米的决赛，可惜起跑时不慎失误摔倒，但在3000米决赛中，与老队员杨扬、王春露、付天余一起，获得冠军。
2004年，王濛在世界杯上崭露头角，包揽了世界杯荷兰站、意大利站、韩国站、杭州站500米冠军。在十运会上，一举拿下了500米短道速滑金牌和女子全能第一。
2006年2月，王濛参加第二十届都灵冬奥会，并以44秒345的成绩，比强劲对手拉达诺娃领先0.029秒夺得短道速滑女子500米金牌。 同时获得短道速滑女子1500米季军、短道速滑女子1000米亚军。
2007年，在长春亚冬会上，王濛罕见地公开指责了刚刚走马上任的中国短道队主教练李琰 。李琰因采用一种全新训练方式，导致训练强度陡然增大，招致王濛的质疑，李琰一气之下将王濛开除出国家队 。冷静下来的王濛和李琰后来都表示，其实她们奋斗的目标是一致的，那就是冬奥会金牌，最终两人就因为这个共同目标重新走到了一起。
2008年1月，在齐齐哈尔进行的十一冬运会中，王濛在短道速滑比赛中一连夺得七面金牌，是历届全国冬季运动会中赢得最多金牌的运动员。 年底，王濛接连创下奇迹，成为短道女子500米世界第一人，开创了一个“濛时代”，而为其插上翅膀的正是李琰。
2009年4月，王濛参加第十一届全国运动会短道速滑的比赛，王濛还收获了女子500米、1000米、1500米、女子3000米接力以及个人全能的5块金牌。
2010年2月，在温哥华冬奥会上，王濛先后在500米赛事的预赛及半决赛两度刷新奥运纪录，并在决赛王濛实现了对女子短道速滑500米金牌的蝉联（冬奥500米两连冠），中国队也实现了这个项目的冬奥三连冠。赛后她向教练李琰磕头致谢。 之后在重感冒的情况下获得女子1000米以及3000米接力的冠军，成为中国短道历史上第一个三冠王，也成为继李宁（1984年洛杉矶奥运会）、邹凯（2008年北京奥运会）之后，在一届奥运会独得三枚金牌的中国运动员。 在温哥华冬奥会之后，王濛没有停歇，参加了在3月保加利亚索菲亚短道速滑世锦赛，并一举夺得了500米、1000米两项冠军。
2011年8月4日，国家体育总局冬季运动管理中心宣布，王濛因参与中国短道速滑队内讧事件，撤销王濛国家队队长的职务，取消她的国家队队员资格。
2012年9月16日，王濛正式被允许复出。9月21日，在历经长达13个月的禁赛后重返赛场，在全国速滑联赛第二站（哈尔滨站）完成复出首秀。在短道速滑500米比赛中以44秒408夺冠；之后又率领黑龙江队夺得短道速滑3000米接力冠军。 10月19日-21日，她随国家队前往加拿大卡尔加里，参加新赛季短道速滑世界杯首站争夺，并夺得短道速滑500米冠军；10月22日，短道速滑世界杯卡尔加里站，以43秒240的成绩夺得了女子500米比赛冠军 。世界杯蒙特利尔站赛场上蝉联500米桂冠，并与队友一起夺得3000米接力冠军。 2012年，包揽2012-2013短道速滑世界杯六站女子500米比赛冠军。
2013年3月9日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世锦赛女子500米中以43秒718夺冠，第六次获得该项目世锦赛冠军。这也是13年来中国队第12次获得该项目冠军。 3月10日，王濛在匈牙利德布勒森短道速滑世锦赛女子1000米比赛中，以1分31秒549的成绩技压群芳，摘得了自己在该届世锦赛的第二枚金牌，这也是她该赛季1000米的首次胜利。 11月16日晚，2013-2014赛季短道速滑世界杯最后一站在俄罗斯科洛姆纳展开第三日争夺，在女子500米A组决赛，冬奥会冠军王濛状态出色，以43秒110第一个冲线，实现了本赛季世界杯该项目的三连冠 。
2014年1月16日，离索契冬奥会开幕只有22天的时候，在上海备战的王濛，在训练课上，因与队友陈德全在滑行中发生碰撞后摔出赛道，造成右脚踝两根腓骨骨折，而无缘索契冬奥会。
