Как сделать так чтобы фильтр работал при выбранной родительской категории, если товары находятся в подкатегориях?

Если товары лежат в подкатегориях, а фильтр не работает при выбранной родительской категории, значит запрос фильтра смотрит только прямую категорию товара и не учитывает дочерние термины. В WooCommerce товары обычно привязаны к конечным подкатегориям, а не к родителю.

Для tax query нужно включить детей:

'tax_query' => [
    [
        'taxonomy' => 'product_cat',
        'field' => 'term_id',
        'terms' => $parent_category_id,
        'include_children' => true,
    ],
]

Если фильтр работает через GET-параметр, сначала получите ID текущей категории и все дочерние:

$term_ids = get_term_children($parent_category_id, 'product_cat');
$term_ids[] = $parent_category_id;

И передайте их в запрос:

'terms' => $term_ids,
'operator' => 'IN'

Если используете готовый фильтр-плагин, ищите настройку вроде «Include child terms», «Search in subcategories», «Hierarchical filtering». У многих фильтров это отдельная опция.

Также проверьте, не смешаны ли категории товаров product_cat с обычными рубриками WordPress category. Для WooCommerce нужен именно product_cat.