国际级运动健将。辽宁抚顺人。小学时即在抚顺市体育学校进行乒乓球训练，1990年进入辽宁省乒乓球队，1993年入选中国乒乓球队。擅长左手横拍快攻结合弧圈打法。1997年在第44届世界乒乓球锦标赛中获女子团体冠军和女子单打亚军，与李菊、王励勤合作分别获女双亚军和混双季军，同年获第2届乒乓球世界杯赛女子单打冠军。1998年在第13届亚洲运动会乒乓球比赛中获女子团体和女子单打冠军，与李菊、王励勤合作分别获女双和混双冠军，同年获第3届世界杯乒乓球赛女子单打冠军。1999年获第45届世界乒乓球锦标赛女子团体和女单冠军，与李菊合作获女双冠军。2000年在第27届奥林匹克运动会乒乓球比赛中获女单冠军，与李菊合作获女双冠军。同年获第4届世界杯乒乓球赛女子单打亚军。2001年获第46届世界乒乓球锦标赛女子团体和女单冠军，与李菊合作获女双冠军。2002年在第14届亚洲运动会乒乓球比赛中获女子团体和女单亚军，与郭焱、王励勤合作分别获女双和混双季军。2003年在第47届世界乒乓球锦标赛夺得女单、女双（与张怡宁合作）、混双（与马琳合作）3项冠军。此项赛事后，王楠成为乒坛有史以来取得乒乓球世界大赛各项冠军的第一人。2005年在上海举行的第48届世界乒乓球锦标赛与张怡宁合作再获女双冠军。2006年在第48届世界乒乓球锦标赛团体赛中获女子团体冠军。因连获3届世乒赛女单冠军而被授予女子单打冠军奖杯——盖斯特杯的复制品，永久保存。2007年在第49届世乒赛与张怡宁合作又获女双冠军，同年世界杯乒乓球赛再获女单冠军，又在12月举行的世界乒乓球总冠军赛暨“大王者杯”赛获女单冠军。2008年第29届奥运会上获女子团体冠军、女单亚军。

王楠4次被评为全国十佳运动员之一。曾获全国五一劳动奖章、中国青年五四杰出贡献奖章。5次获体育运动荣誉奖章。2001年获中国电视体育奖中最受欢迎女运动员和年度最佳女运动员奖。