王悠在上小学时就会很喜欢舞蹈，她在北京舞蹈学院主修芭蕾舞，有十多年的舞蹈功底。2005年，她又顺利的考入了上海戏剧学院表演系专业 。
2011年，与小李琳，柳小海合作出演家庭情感剧《兄弟车行》，饰演舞厅里的歌手小雪。
2012年，与邓家佳，王传君 合作出演都市爱情片《两情双月》。
2013年，与小李琳、赫子铭合作出演年代抗战剧《八女投江》，饰演女扮男装寻找抗联的李凤善 ；同年，在何群 、郑桦执导的革命题材剧《铁血兄弟》中，饰演为爱以痴狂的京都侠女邓玉秀 ；同年，在孙铁执导的院线电影《近距离击杀》中饰演陈小娟 。
2014年，在何群执导的家庭伦理剧剧《养父的花样年华》中，饰演陆向红 。
2015年，王悠主演郑桦导演古装权谋剧《开封府》，饰演包拯妻子端午。
2017年，在年代谍战大剧《脱身》中饰演遭遇丈夫背叛，有小智慧的王太太。