Wang Xinyu naît à Shenzhen. Son père, Wang Peng, est un ancien entraîneur de l'équipe de tennis de Shenzhen et de l'équipe chinoise de Fed Cup, mais il démissionne de cette dernière pour se concentrer sur la carrière de tennis de sa fille. Sa mère est une ancienne joueuse de l'équipe féminine de basket-ball du Zhejiang. Ses deux parents se consacrent à accompagner leur fille partout. Wang Xinyu montre un grand enthousiasme pour le tennis dès la petite enfance et, entraînée par son père, elle commence à jouer correctement à l'âge de cinq ans[réf. nécessaire].
Sur le circuit senior, Wang Xinyu se qualifie pour son premier tournoi du Grand Chelem à l'Open d'Australie 2018 en remportant les éliminatoires de la wildcard Asie-Pacifique. Elle s'incline au premier tour face à la Française Alizé Cornet. Elle remporte la même année ses deux premiers titres sur le circuit ITF.
2019 : premier titre WTA en double
Début 2019, Wang Xinyu passe un tour à Shenzhen, où elle est invitée, en battant sa compatriote Xun Fangying, puis elle s'incline face à la Russe Maria Sharapova.
Elle se qualifie pour le tableau final de l'US Open, puis elle est éliminée au premier par sa partenaire du double Zhu Lin. Elle joue aussi ses premiers matchs en WTA Premier à Miami, perdant en 3 sets face à Misaki Doi.
2020 : peu de résultats concluants
En 2020, lors des qualifications de l'US Open, elle élimine Irina Falconi puis Allie Kiick, mais elle échoue face à Anna Kalinskaya et n'accède donc pas au tableau final. Au challenger Indian Wells 125k, elle élimine Coco Vandeweghe avant de perdre face à Bernarda Pera.
2021 - 2022 : des résultats plus significatifs en simple et deux titres en double
Elle échoue aux qualifications à l'Open d'Australie et à Lyon.
À l'US Open, elle perd face à la Taiwanaise En-Shuo Liang, pour la troisième fois face à cette joueuse cette année-là. À Tenerife, elle élimine sa compatriote Zhang Shuai, avant d'échouer face à Alizé Cornet. Elle réitère un bon parcours à Courmayeur : elle profite de l'abandon de Cristina Bucșa puis elle bat à nouveau Zhang Shuai, avant d'être éliminée au tour suivant face à Donna Vekić, future lauréate.
Sortie des qualifications en simple à Linz, Wang Xinyu s'impose face à Kateryna Kozlova au premier tour, puis face à la récente lauréate de l'US Open, Emma Raducanu. Elle est ensuite éliminée par Alison Riske.
À l'Open d'Australie 2022, elle bat Ann Li au premier tour (7-6 6-3) puis elle échoue face à la tête de série no 2, Aryna Sabalenka, mais en lui prenant un set (1-6 6-4 6-2). Jeļena Ostapenko l'élimine dès le premier tour à Saint-Petersbourg (6-1 6-4). Elle passe le premier tour à Guadalajara face à Panna Udvardy (6-4 4-6 6-1), mais elle est vaincue par Anna Kalinskaya au tour suivant (6-4 0-6 6-4). Elle se rend à Monterrey et perd dès son premier match contre la tête de série no 8, l'Américaine Ann Li.
2023 : vainqueure de Roland Garros en double dames, huitièmes de finale à l'US Open et 1er titre en simple
À Hobart, elle arrive en quarts après être passée par les qualifications. Elle élimine notamment Alison Van Uytvanck. Elle arrive en demi-finale à Hua Hin, en éliminant Joanne Züger (6-2 6-2), Mirjam Björklund (6-3 6-3), Heather Watson (6-3 6-7 6-4), avant d'être sortie par sa compatriote Zhu Lin, future lauréate (6-2 6-2). Elle enchaine avec un quart à Irapuato.
Il lui faut attendre ensuite Roland-Garros pour réaliser à nouveau des bons résultats et dépasser le second tour. Elle commence par sortir la tête de série no 31, Marie Bouzková (6-4 7-6), puis elle poursuit en prenant le dessus sur Rebecca Peterson (7-6 6-2). Elle se retrouve alors face à la tenante du titre et no 1 mondiale, Iga Świątek, qui lui inflige un 6/0 6/0.
À Roland-Garros, elle s'aligne en simple et en double avec Hsieh Su-wei. Elle tombe au troisième tour face à Iga Świątek en simple. Mais elle réussie l'exploit d'arriver en finale et d'obtenir le titre en double dame face à Leylah Fernandez associée à Taylor Townsend.
Lors de Wimbledon elle ne passe qu'un tour. Après des éliminations précoces, elle se rend à Landisville, en ITF. Elle remporte le titre Yulia Starodubtseva, McCartney Kessler, Erika Andreeva, Makenna Jones. En finale elle vainc Madison Brengle. Elle obtient de bons résultats à Cleveland . Elle élimine la française Clara Burel (7-6 4-6 7-5), puis vainc Jasmine Paolini (6-4 6-3). Elle sera sortie par la finaliste Ekaterina Alexandrova (7-6 0-6 5-7).
Lors de l'US Open elle vainc à bout coup sur coup de Katie Volynets en deux sets (6-3, 6-4) et de Sara Sorribes Tormo, vainqueur de Cleveland quelques jours plus tôt en trois sets (5-7, 6-3, 6-4). Elle se retrouve face à Anna Karolína Schmiedlová dont elle dispose également (4-6, 6-3, 6-2). Elle rejoint pour son premier huitième de finale en Grand Chelem la numéro dix mondiale Karolína Muchová, vainqueur de Cincinnati quelques semaines plus tôt et sort en trois sets (3-6 7-5 1-6) dans un match disputé[1].
Troisième tête de série à Osaka, elle passe le 1e tour face à Jil Teichmann (7-6 6-3). Au 2e tour elle sort Himeno Sakatsume (6-4 6-2). Au troisième tour, elle élimine Yulia Putintseva (7-6 6-7 6-3); pour atteindre les demies finales. À ce stade, elle est confrontée à son ex partenaire de double, Zhu Lin, tête de série numéro une. Elle perd à ce stade (7-5 7-6).
Elle dispute le tournoi de Guangzhou fin septembre dans son pays natal. Après s'être débarrassée de Nadia Podoroska (6-3, 6-3), de la jeune Russe Diana Shnaider (6-4, 7-5) et de la repêchée Viktória Hrunčáková (6-4, 4-6, 6-3), elle s'impose en demi-finale contre Greet Minnen (6-3, 6-4) pour jouer sa première finale WTA en simple. Opposée à Magda Linette, tête de série numéro une et demi-finaliste en début d'année à l'Open d'Australie, elle ne fait qu'une bouchée de son adversaire (6-0, 6-2) et remporte son premier titre en simple en carrière.
2024 : première victoire sur une top 10, 1/8e à Wimbledon et titre à Berlin en double. Finale aux JO de Paris en mixte
Lors des trois premiers tournois de l'année, Wang Xinyu ne passe pas le second tour. C'est à Hua Hin elle atteint les demies finales. Diana Shnaider l'éliminera et obtiendra le titre en finale.
Il lui faut ensuite attendre Miami pour réitérer ce parcours. Elle y élimine entre autres Veronika Kudermetova au second tour, tête de série numéro 19. Puis, à Roland-Garros; elle parvient au troisième tour à nouveau. Elle y élimine Jule Niemeier en prenant une bulle au passage (0-6 6-2 6-4) et Viktoriya Tomova (7-5 5-7 6-1). Elle rendra les armes face à Anastasia Potapova en lui prenant un set (5-7 7-6 4-6).
Alignée à Berlin, elle échoue au premier tour. Mais c'est en double associée à sa compatriote Zheng Saisai qu'elle obtient un titre. La paire chinoise vient à bout de Chan Hao-ching - Veronika Kudermetova en deux sets (6-2 7-5).
Wimbledon arrivé, elle obtient enfin une victoire sur une top 10 (voir top 5). Au premier tour, elle élimine Viktoriya Tomova lui infligeant une bulle au passage (7-6 3-6 6-0). Puis, elle vainc la 5e mondiale, Jessica Pegula (6-4 6-7 6-1). En trois sets (2-6 7-5 6-3) elle élimine Harriet Dart. Elle se retrouve alors face à la tête de série numéro 21, Elina Svitolina, ancienne demi-finaliste et est sortie sèchement par l'Ukrainienne (2-6, 1-6)[2].
Sous le résultat, l’ultime adversaire. Nota: à partir de 2024, le nombre de tournois de cette catégorie passe à 10 par saison et l'alternance entre Dubaï et Doha est supprimée. Le codage Wiki actuel ne permet l'affichage que du résultat de Dubaï si la joueuse a également joué Doha.