216年],曹操占领汉中,王平随杜濩、朴胡到洛阳,成为一名代理校尉。
[218年],王平追随曹操参加汉中之战,在此战中投降了刘备。刘备拜他为牙门将、裨将军。
[228年],诸葛亮开始北伐,兵出祁山。派参军马谡去把守战略要地街亭,而王平为马谡先锋。马谡察看地形后,决定舍水上山。王平一再劝阻,马谡不听。后蜀军水源被断,大败,士卒离散。唯王平领本部千余人虚张声势,断后,收拾败军徐徐而退。事后,因功破例升为参军,统五部兼当营事,进位讨寇将军,封亭侯。
[231年],蜀军的第四次北伐。诸葛亮再出祁山,王平为无当监,驻守南围。魏将张郃引军进攻,王平坚守不动,张郃不能取胜。
[234年],蜀军第五次北伐。同年8月,诸葛亮病死在军中,蜀军撤退。魏延之乱,因王平的努力,一战平定。事后不久,王平升任后典军、安汉将军,辅助车骑将军吴懿驻扎汉中,兼任汉中太守。
[237年],王平进封安汉侯,代替吴壹督汉中。
[238年],大将军蒋琬驻沔阳,王平改任前将军,署理大将军府中事务。
[243年],蒋琬病重,回军驻扎在涪县。任命王平为前将军、镇北大将军,统领汉中。
[244年],魏帝命曹爽伐蜀。同年3月,曹爽到长安,发兵十余万人,与夏侯玄一起从骆口进入汉中。当时汉中守军不满三万,诸将慌乱,欲放弃关隘,退守汉、乐二城。王平力排众议,提出防御计划,分兵据兴势,王平在后接应,成功坚持到增援大军到来。魏军撤退,正如王平计划。
[248年],王平去世,儿子王训继嗣。