2010年，王昱丹出演黄克、文韬联合执导的都市剧《激荡时代》，在剧中饰演小雨。
2011年6月，王昱丹出演由王伟廷执导的侦探悬疑片《选美》，在片中饰演谢云裳；8月，出演戈弋执导的谍战剧《军统枪口下的女人》，在剧中饰演宋溪若；9月，出演由吴锦源、林玉芬、邓伟恩联合执导的古装爱情剧《步步惊心》，在剧中饰演彩霞；11月，出演由郑晓龙执导的宫廷爱情剧《甄嬛传》，在剧中饰演孙妙青；12月，出演田少波执导的剧情片《宅门娘子》，在片中饰演管家小环，之后，出演由杨志坚执导的惊悚片《不要睁眼》，在片中饰演伊梅。
2012年3月，王昱丹出演由黄国柱执导的剧情片《宅门里的丫鬟们》，在片中饰演香川；4月，出演由李木戈执导的爱情悬疑剧《皇粮胡同19号》，在剧中饰演小桂；随后，出演由黄克敏执导的谍战剧《绝杀》，在剧中饰演童暮雨；12月，出演梁胜权执导的古装爱情剧《美人无泪》，在剧中饰演四福晋。
2014年4月，王昱丹出演由邓衍成执导的谍战剧《代号九耳犬》，在剧中饰演凛子。
