万茜，出生于湖南省益阳市赫山区，小时候受父亲的影响比较大，经常带着她去练声，唱歌是她小时候的梦想，一个偶然的机会考入上海戏剧学院表演系本科班。万茜在学生时代，三次作为女一号代表学校分别参加了罗马尼亚、香港和美国举办的国际戏剧节，出演过国际戏剧导演的多部作品。毕业的时候，签约了星光海岸音乐公司。
2002年，赴罗马尼亚演出古希腊悲剧《安提戈涅》，饰演俄狄浦斯的女儿安提戈涅。
2003年，赴美和巴德学院学生合作演出根据布莱希特的《四川好人》改编的话剧《神仙与好女人》，导演孙惠柱，万茜饰演乐于助人的妓女沈黛。
2004年，万茜在上海戏剧学院再度上演《神仙与好女人》。2005年，在国家话剧院主演话剧《怀疑》，万茜饰演詹姆斯修女。
2006年，在国家话剧院主演话剧《荒原与人》，饰演垦荒队员细草，该话剧获文化部“话剧百年”全国剧目展演金奖。2010年，主演佛教界首部多媒体音乐剧《弘一》，万茜饰演女一号叶子。
2019年，搭档葛优主演中德合作戏剧《默默》。
2004年，演唱家庭伦理剧《天使的歌声》主题曲《橄榄树》。
2005年，为古装轻喜剧《青天衙门2》录制主题曲《清白》；之后，一个偶然的机会，万茜被星光海岸音乐公司发现，便签约了该公司。
2006年，万茜首次推出个人单曲《勇敢爱》；10月20日，发行个人单曲《丢失的结局》；11月3日，与上海申花球员吉祥兄弟共同演唱多哈亚运会五星体育报道主题歌《梦的火种》。
2006年，获得“9 2音乐先锋榜”年度先锋新人奖”和“年度先锋对唱金曲奖”。16日，万茜在北京“亚太音乐榜年度新人颁奖礼”中，荣获“最佳多栖发展新人奖”。
2007年，演唱电视剧《生死桥》片尾曲《无猜》。1月8日，万茜发行第一张个人音乐专辑《万有引力》，专辑中《勇敢爱》获东方风云榜年度十大金曲提名。
2010年，万茜第二张专辑主打歌曲《万语千言》首发，首发三日点击率突破十万。2013年，演唱《小儿难养》的插曲《新的开始》和《路》。
2002年，万茜第一次涉足影视圈，客串张爱玲同名小说改编的电视剧《金锁记》。
2004年，主演家庭伦理剧《天使的歌声》，饰演品学兼优、美丽善良的陈子微。
2005年，在古装轻喜剧《青天衙门2》中，饰演谭小玉；同年，经编剧汪遵熹推荐，出演悬疑谍战剧《密令1949》，在剧中饰演野蛮女友杨柳。
2007年，出演田沁鑫执导年代抗战剧《生死桥》，饰演上海电影女明星段娉婷；同年，在抗日谍战剧《长江一号》中，饰演918师情报处处长许昳初。
2009年，与吴秀波、左小青合作出演民国情感剧《上海上海》，饰演坚贞不屈的刘晓男；10月，出演毛卫宁执导的家庭伦理剧《我的孩子我的家》，剧中万茜分别饰演林雨虹、夏宜。
2011年，在滕华涛执导的都市爱情剧《裸婚时代》中，饰演拜金女陈娇娇；9月，在柳云龙执导的民国传奇剧《传奇之王》中，饰演将门之女剑屏；同年，在家庭喜剧《我家有喜》中，饰演英姿飒爽的教官“白木喜”，并凭借该剧荣登微博名人热搜榜首。
2012年，主演古装爱情片《柳如是》，饰演秦淮八艳”之首柳如是，该影片入围第3届北京国际电影节和第19届北京大学生电影节；4月，与郭富城、桂纶镁合作出演剧情片《圣诞玫瑰》；5月，出演曹盾执导的都市情感剧《小儿难养》，饰演叛逆火辣的纹身师简艾，同时演唱了插曲《新的开始》和《路》，并凭借该剧入围上海电视节白玉兰“最具人气女演员奖”；7月，与李晟、林心如合作出演都市爱情剧《花非花雾非雾》，饰演女暴君白海华；11月，出演家庭伦理剧《婚战》，饰演孟三力的妻子海兰。
2013年，出演刘猛执导的军旅励志剧《特种兵之火凤凰》，饰演卧底侦察员安然；3月，主演刘家成执导的军旅戏《天生要完美》，饰演海军上尉蒋丹晨；5月，与毛卫宁第三次合作，出演他执导的近代革命剧《十送红军》，饰演文弱的女文艺兵戴澜；10月，与陈建斌、陈意涵合作出演民国军旅剧《军中乐园》，饰演军中乐园茶室侍应生妮妮，万茜凭借“妮妮”一角获得第51届台湾电影金马奖最佳女配角奖；12月，主演姜凯阳执导的家庭伦理剧《孩子回国了》，饰演海归女博士张嘉超。
2014年，在都市轻喜剧《熟男养成记》中，饰演咖啡店老板沈语桐；7月，主演喜剧动作片《青田街一号》，该影片入围第17届台北电影节最佳剧情长片；11月，在都市情感剧《将婚姻进行到底》中，饰演聪明、尖锐、逻辑力很强的职业律师江一凡。
2015年，在孙红雷主演的都市情感剧《好先生》中，饰演心理医生徐丽；随后，特邀出演古装魔幻剧《海上牧云记》，饰演端庄华贵的南枯月漓，这是万茜与曹盾导演的第三次合作；8月，出演姜伟执导的都市商战剧《猎场》在杭州开机，饰演古灵精怪的熊青春；同年，与赵文卓、洪金宝合作出演陈嘉上执导的古装动作片《荡寇风云》，饰演女主角戚夫人。
2016年，在荒诞喜剧电影《你好，疯子！》中，饰演文艺女青年安希，并凭借这一角色获得第24届北京大学生电影节最佳女演员奖；3月，搭档霍建华主演刘杰执导的悬疑惊悚片《捉迷藏》，饰演家伟的妻子萍芝；随后，与李易峰、廖凡合作出演悬疑片《心理罪》，饰演女法医乔兰；7月，与景甜领衔主演古装传奇剧《大唐荣耀》，饰演巾帼不让须眉的女将军独孤靖瑶；11月，万茜担任女一号，主演悬疑谍战剧《脱身》，在剧中饰演聪慧的女会计黄俪文。
2018年，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。
2019年，在上映的冒险喜剧动画电影《雪人奇缘》中，为角色扎拉博士配音。
2020年，与孙红雷、张鲁一合作主演的现实题材剧《新世界》播出，在剧中饰演共产党员田丹。6月，参加芒果TV选拔综艺《乘风破浪的姐姐》，最终以第二名的成绩正式成团。9月，参演大型史诗歌舞剧《大地颂歌》。同年，与朱亚文领衔主演了都市商战剧《商业调查师》。9月29日，万茜主演的电影《兔子暴力》入围第33届东京电影节。9月30日，参演央视《“中国梦·祖国颂”——2020国庆特别节目》，带来节目《坚信爱会赢》。10月7日，参加央视《大幕开启》录制，并参演节目内话剧《大地颂歌》。10月30日，参与《乘风破浪的姐姐》的成团综艺节目《姐姐的爱乐之程》。
2021年，与刘德华、肖央主演的电影《人潮汹涌》上映。
人潮汹涌 2021-2-12 饰演李想 导演饶晓志 主演刘德华、肖央
一意孤行 2020-12-12 导演郭俊立 主演段奕宏、万茜、齐溪
兔子暴力 2019-5 导演申瑜 主演黄觉、潘斌龙、李庚希
南方车站的聚会2019 饰演杨淑俊 导演刁亦男 主演胡歌、桂纶镁、廖凡
改头换面2018 饰演-- 导演郭俊立 主演段奕宏、齐溪
心理罪2017-08-11 饰演乔兰 导演谢东燊 主演李易峰、廖凡
荡寇风云2017-05-27 饰演戚夫人 导演陈嘉上 主演赵文卓、洪金宝
你好，疯子！2016-12-30 饰演安希 导演饶晓志 主演周一围、金士杰、王自健
捉迷藏2016-11-04 饰演萍芝 导演刘杰 主演霍建华、秦海璐
青田街一号2015-08-20 饰演林香 导演李中 主演张孝全、隋棠
军中乐园2014-09-05 饰演妮妮 导演钮承泽 主演阮经天、陈意涵、陈建斌
圣诞玫瑰2013-05-24 饰演Megan 导演杨采妮 主演郭富城、桂纶镁、夏雨
柳如是2012-03-08 饰演柳如是 导演吴琦 主演秦汉、冯绍峰
剑蝶2008-10-16 饰演客串 导演马楚成 主演蔡卓妍、吴尊、胡歌
新世界2020-1-13 饰演田丹 导演徐兵 主演孙红雷、张鲁一、李纯
第十二秒2019 饰演胡珈瑛/许涟 导演潘镜丞、魏玉海 主演任重
我们正年轻2019 饰演许兵 导演李雪 主演秦昊、李佳航
脱身2018-06-11 饰演黄俪文 导演林柯 主演陈坤、王耀庆、蔡文静
三国机密之潜龙在渊2018-03-27 饰演伏寿 导演游达志、郑伟文 主演马天宇、韩东君、
海上牧云记2017-11-21 饰演南枯月漓（特出） 导演曹盾 主演黄轩、窦骁、周一围
猎场2017-11-06 饰演熊青春 导演姜伟 主演胡歌、孙红雷、张嘉译
大唐荣耀2017-01-29 饰演独孤靖瑶 导演刘国楠、尹涛 主演景甜、任嘉伦、舒畅
将婚姻进行到底2017-01-15 饰演江一凡 导演张晓光 主演任重、苏岩、韩青
熟男养成记2017-01 饰演沈语桐 导演赵晨阳 主演杜淳、高露、刘德凯
铁血淞沪2016-07-08 饰演周沪萍 导演桑华 主演朱雨辰、孙之鸿、张光北
好先生2016-05-31 饰演徐丽（客串） 导演张晓波 主演孙红雷、江疏影、王耀庆
天生要完美 2015-01-11 饰演蒋丹晨 导演刘家成 主演朱亚文、李佳航、杨紫
孩子回国了2014-12-26 饰演张嘉超 导演姜凯阳 主演曹云金、白微、伍宇娟
十送红军2014-06-11 饰演戴澜 导演毛卫宁 主演佟大为、刘威、王雷
婚战2014-03-07 饰演海兰 导演刘新 主演王志飞、孙茜、祖峰
特种兵之火凤凰2013-10-23 饰演安然 导演刘猛 主演徐佳、程愫、刘晓洁
花非花雾非雾2013-08-06 饰演白海华 导演丁仰国 主演姚元浩、刘德凯、杨紫
小儿难养2013-01-22 饰演简艾 导演曹盾 主演宋佳、陈思成、王耀庆
我家有喜2012-09-11 饰演白木喜 导演丁仰国 主演刘威、李佳航、海陆
决战前2012-04-10 饰演冯雨菲 导演刘一志 主演张晨光、杨溢、佟晨洁
儿女情更长2012-03-27 饰演张茜 导演沈星浩 主演奚美娟、朱铁、吴冕
假如我是真的2012-03-05 饰演钱小岁 导演朱锐斌 主演方力申、吴大维、王雨
传奇之王2012-01-01 饰演剑屏 导演柳云龙 主演柳云龙、曾黎、雷佳音
裸婚时代2011-06-11 饰演陈娇娇 导演滕华涛 主演文章、姚笛、张凯丽
生死桥2010-10-22 饰演段娉婷 导演田沁鑫 主演贾乃亮、王子文、潘虹
我的孩子我的家2010-10-05 饰演林雨虹 导演毛卫宁 主演刘佩琦、萨日娜、徐玉琨
上海上海2010-09-13 饰演刘晓男 导演毛卫宁 主演段奕宏、吴秀波、左小青
浴血记者2010-05-09 饰演范晓芸 导演杨文军 主演李光洁、谢君豪、徐翠翠
开国前夜2009-10 饰演顾青青 导演戚建、王军 主演张峻宁、谢君豪、黄志忠
万语千言 2010-01-01
万有引力 2007-01-08
故城千寻 2020-11-9 国风音乐传承创新项目
敬你 2020-8-20
为你成全 2017 《大唐荣耀》插曲
礼物 2016 《你好，疯子!》片尾曲
The river of no return 2014 《军中乐园》插曲
路 2013 (《小儿难养》插曲)
新的开始 2013 (《小儿难养》插曲)
无猜 2011 (《生死桥》片尾曲)
清白 2007 (《青天衙门2》片尾曲)
橄榄树 2005 (《天使的歌声》片头曲)
2019-09 第十七届电影表演艺术学会奖学会奖 （获奖）
2019-05 第25届上海电视节-白玉兰奖最佳女主角奖 脱身 （提名）
2018-05 第24届上海电视节-白玉兰奖最佳女配角奖 猎场 （提名）
2018-01 2017国剧盛典年度表现力剧星 （获奖）
2017-05 第24届北京大学生电影节最佳女演员奖 你好，疯子！ （获奖）
2017-04 第8届中国电影导演协会年度女演员奖 你好，疯子！ （提名）
2015-07 第15届华语电影传媒大奖最佳女配角奖 军中乐园 （提名）
2015-02 第9届亚洲电影大奖最佳女配角奖 军中乐园 （提名）
2014-11 第51届台湾电影金马奖最佳女配角奖 军中乐园 （获奖）
2013-06 第19届上海电视节最具人气女演员奖 小儿难养 （提名）
2007 第七届全球华语歌曲排行榜最受欢迎对唱歌曲 《丢失的结局》 （提名）
2007 第七届全球华语歌曲排行榜最受欢迎新人奖 （提名）
2007 第14届东方风云榜东方风云榜十大金曲 《勇敢爱》 （提名）
2007 第14届东方风云榜东方新人奖 （获奖）
2006 9(内地) 2(港澳)音乐先锋榜年度先锋对唱金曲奖 《丢失的结局》 （获奖）
2006 9(内地) 2(港澳)音乐先锋榜年度先锋新人奖 《丢失的结局》 （获奖）
2006 亚太音乐榜年度最佳多栖发展新人奖 （获奖）
2015 第34届金像奖最佳两岸华语电影 军中乐园 （提名）
2015 第17届台北电影节最佳剧情长片 军中乐园 （提名）
2015 第17届台北电影节最佳剧情长片 青田街一号 （提名）
2014 第19届釜山国际电影节开幕影片 军中乐园 （获奖）
2013 第9届中美电影节优秀电视剧金天使奖 小儿难养 （获奖）
2012 第3届北京国际电影节 柳如是 （提名）
2012 第19届北京大学生电影节 柳如是 （提名）
2007 文化部“话剧百年”全国剧目展演金奖 荒原与人 （获奖）
2020-8-27 2020福布斯中国名人榜排名第98位 （获奖）
万茜在角色的选择上很少重复，但却能从每个角色中解读出她赋予人物的特质。在电影《你好,疯子!》表演过程中，她非常注重对人物性格的揣摩，并随着剧情的推进，设计角色在不同阶段的多层次情绪转折。尽管戏内被虐得几乎失去自我，万茜还是在“痛并快乐着”中完成分裂的角色。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。（腾讯娱乐、网易娱乐评）
