W 1999 zdobyła złote medale na mistrzostwach świata tenisa stołowego w obu kategoriach gry pojedynczej i podwójnej. W tym samym roku została również najlepszą zawodniczką świata. W 2000 roku podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w Sydney Wang zdobyła dwa złote medale w kategoriach gry pojedynczej oraz grze podwójnej kobiet. Te sukcesy przyczyniły się do zdobycia Wielkiego Szlema.
W 2002 podczas Asian Games w Pusan przegrała dwa mecze finałowe: w kategorii gry pojedynczej kobiet oraz w kategorii drużynowej kobiet, nie zdobywając żadnego złotego medalu.
W 2003 Wang Nan uczestniczyła w mistrzostwach świata w tenisie stołowym w Paryżu. Był to jej czwarty występ w barwach reprezentacji Chin. Zdobyła trzy złote medale: w kategorii gry pojedynczej kobiet (był to jej 3 tytuł mistrzowski w tej kategorii), gry podwójnej kobiet (jej 4 złoty medal w tej kategorii) oraz w kategorii podwójnej gry mieszanej.
W 2004 podczas Letnich Igrzysk Olimpijskich w Atenach Wang Nan nie zdołała obronić swojego tytułu mistrzowskiego w grze pojedynczej kobiet, ale wraz z Zhang Yining udało jej się zdobyć złoty medal olimpijski w kategorii gry podwójnej kobiet.