王溥于后汉乾祐中进士及第，授秘书郎。时李守贞等三镇叛乱，汉廷派郭威讨伐，郭威素知王溥才学出众，辟其为从事，为之效力。叛乱平定后，缴获了一大批朝中官员与叛将往来交通的文书，郭威将名字记下，准备一一查实，王溥劝道：“魑魅之形，伺夜而出，日月既照，氛沴自消。愿一切焚之，以安反侧”。郭威作了皇帝之后，王溥步步高升：广顺初，授左谏议大夫、枢密直学士；二年(952年)，迁中书舍人，翰林学士；三年(953年)，加部侍郎，改端明殿学士。郭威临终时，所作的最后一件事就是任命王溥为中书侍郎、平章事，任命下达后，郭威说：“吾无忧矣”，当日即死去。周世宗柴荣即位后，北汉乘周太祖之丧，由刘崇亲自率兵大举南侵。周世宗召集群臣商议准备亲自迎敌，宰相中只有王溥一人，力主世宗御驾亲征。这场战争沉重地打击了北汉的嚣张气焰，为后周的巩固和发展奠定了基础。周世宗得胜还朝后，为褒扬王溥的远见卓识，加封其兼礼部尚书、监修国史。显德二年,(955年)，周世宗发兵攻打秦、凤，王溥推荐向拱担任主帅，果然大获全胜，周世宗设宴庆贺，赐酒给王溥说：“为吾择帅成边功者，卿也。”
显德六年(959)，周世宗柴荣去世，年仅7岁的柴宗训继位，是为周恭帝。次年正月初一，殿前都点检赵匡胤谎报契丹兵南犯，王溥、范质等未辨虚实，仓猝命赵匡胤率兵出征。赵匡胤在陈桥驿发动兵变，黄袍加身，四日黎明，率军返回开封。在罗彦环的宝剑威逼下，王溥只好赽快给赵匡胤叩头，高称万岁。赵匡胤为安定人心，暂时保留了王溥的相位，并进位司空，但免去了他参知枢密院事的兼职，乾德二年(964年)正月，罢相，任太子少保，开宝二年(969年)十月，迁太子太师，太平兴国初，封祁国公，七年(982年)八月去世，时年61岁，谥文献。入宋以后，从表面上看王溥的地位在不断的上升，但实际上这只是赵匡胤笼络旧臣、稳定统治的一种手段，在逐步抬高其地位的同时，将其架空。
政治上的失意却使王溥有充裕的时间钻研学问。王溥家藏万卷，博学多识，尤长史学。周恭帝时，他曾上表请修《世宗实录》，恭帝命他与扈蒙、张淡、王格、董敦等共同编修，建隆二年八月，书成奏上。他又以唐苏冕所修《会要》仅详高祖至德宗九朝典制，崔铉修《续会要》亦止于宣宗，乃参以二书，复采宣宗至唐末史事，修成《唐会要》100卷，从帝号开篇，以四夷终卷，共分514事目，其细琐典故不能概以定目者，则别为杂录．附于各条之后，其中间载苏冕驳议，义例该备，足资考证，“于唐代沿革损益之制，极其详核”。特别是在苏、崔二书今已不存的情况下，该书是现存会要体史书中最早的一部，具有重要的史料价值。
王溥还广搜后梁、后唐、后晋、后汉、后周诸朝旧史实录，分类纂辑，编成《五代会要》30卷，共分279事目，卷一至六记帝号与宫中制度、卷七记乐、卷八记礼、卷九记刑、卷十至十一记天文、卷十三至二十四记官制、卷二十五至二十六记民族与周边关系，内引诏令奏议等第一手资料颇多，极富史料价值。又因其成书在新、旧《五代史》之前，历来为史家所重，且欧阳修作《五代史》尊《春秋》之法，专务褒贬，许多重要史实，赖溥是编以传。四库馆臣称该书“收放失旧闻，厥功甚伟”，又说：“读五代史者，又何能无此一书哉!”