和曹操的人才济济不同，刘备势力缺乏才能出众的将领。所以，王平在刘备麾下也算是得到重用。到了公元228年，诸葛亮开始第一次北伐，王平也随军出征。在镇守街亭的时候，王平被诸葛亮人任命为马谡的副将，作为先锋军出发。
但可惜的是，马谡舍水上山，军事布防不当；期间，王平多次力劝马谡而不就，只好带兵镇守要道。在马谡被魏军击败后，王平以疑兵之计骗过张郃，得以带兵安全返回。正是因为如此，王平被诸葛亮升为讨寇将军，并且称为无当飞军的统帅。
到了公元234年，王平被升为安汉将军，以汉中太守的身份辅助车骑将军吴懿镇守汉中。在吴懿去世之后，王平以镇北大将军的身份统领汉中，真正成为独当一面的大将。在公元244年，曹魏大将军曹爽率兵十余万进攻汉中，而王平所在的汉中兵力不足三万。
在敌我力量悬殊的情况下，王平力排众议，一边让护军刘敏据势而守，一边派人往涪城等地求援。随后，王平坐镇中军调度。正是因为这样，曹爽的魏军才难以攻入汉中，而王平也做到了御敌于国门之外，和马忠、邓芝等人被并称为"平安三侯"。
在公元248年，王平去世于任上，儿子王训继承了他的安汉侯爵位。
