建兴十二年(234年)，蜀军第五次伐魏。八月，诸葛亮病死在军中。诸葛亮之死，给蜀军带来了重大的损失，加之军粮将尽，迢使蜀军不得不退兵汉中。蜀将魏延素与杨仪不睦，诸葛亮一死，魏延便借故为乱，但一战就被击败，这是王平的功劳。当时的情况是，魏延不听调度，率部先行南归，烧绝阁道，占据南谷口，派兵迎击杨仪等人。杨仪则命王平居前，抵御魏延。 王平一上战阵，便大声叱责魏延的军士，辞色凛然：“诸葛公刚死，尸骨未寒，你们竟敢如此无礼！”魏延的手下本来就觉得魏延理亏， 经此一喝，心里愈发明白。于是纷纷离散，各奔东西，再没有人留下来给魏延卖命了。 魏延无奈，只好带着儿子和几个亲信逃奔汉中，后来，被马岱所杀。
不久，王平升任后典军、安汉将军，辅助车骑将军吴壹驻扎汉中，兼任汉中太守。建兴十五年(237年)，王平进封安汉侯，代替吴壹督汉中。延熙元年(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。 延熙六年(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。
延熙七年(244年)春，魏帝命曹爽进攻蜀国。这年三月，曹爽到长安，发兵十余万人，与夏侯玄一起从骆口(今陕西周至县西南)进入汉中。当时，汉中守军不满三万。诸将听说魏军袭来，都大惊失色。有人提议：“今力不足以拒敌，听当固守汉、乐二城，遇贼令入，比尔间，涪军足得救关。”王平说：“这不然。 汉中去涪垂千里。 贼若得关，便为祸也。今宜先遣刘护军、杜参军据兴势，平为后拒。若贼分向黄金，平率千人下自临之，比尔间，涪军行至，此计之上也”(《三国志·王平传》)。
将领们对王平的意见持怀疑态度。只有护军刘敏跟王平的看法一致。于是，刘敏就率领自己的部下赶去占据兴势，在那里张起许多旗帜，横亘百里远近。 曹爽兵到兴势，被刘敏部阻住。无法前进。这时，关中及氏羌骚扰，曹军军需给养不能供应，牛马驴骡多死，百姓号泣于道路。而涪县蜀军和费祎的援兵也及时赶来，曹爽只好引军退还。这些，都象王平所预料的那样。蜀国后期，原有的著名将领先后去世。当时，邓芝在东，马忠在南，王平在北，这三员蜀将名声都很大，也都建立了不少功劳业绩。