李洪义本身怯懦，害怕事败，反而把大梁城内的变故告诉了王殷，王殷和李洪义派人赶到邺城将情况告之郭威，请他进京平乱。郭威兵变南下，王殷于澶州献城投降，并率军跟随郭威赴京平乱，后被授予侍卫亲军都指挥使。
郭威曾允诺部下在攻克京城后，可以进城大肆劫掠，郭威自迎春门入京，随后军队在城内大肆劫掠、四处放火，更有兵卒闯入大臣家中打劫，逼死朝臣。王殷和郭崇一起请求郭威说：“如果不制止军队的劫掠行为，大梁城今晚就会变成空城。”郭威听从两人的建议，严令各军禁止劫掠，京内兵乱才平息下来。
郭威即皇帝位，授予王殷天雄军节度使，加封同平章事，仍然和原来一样掌管禁军。
王殷带着他所辖的侍卫亲军，赴任邺城留守，但凡河北道有驻兵的藩镇，都要禀告王殷接受他的节制。王殷在民间多方收敛钱财，郭威听到后对此非常不满，就遣了使者告诉他：“我离开邺城的时候，仓库里储存了不少财物，爱卿你和国家同为一体，若为国家取财，要多少就给你多少，为什么要担心没有钱财呢？”郭威征讨兖州回来，王殷在路旁拜迎，郭威赐宴后就离开了。
王峻，和王殷一样，是拥立郭威称帝的功臣，但王峻晚年愈发骄纵，不仅阻拦柴荣回京，还有欺凌郭威的势头，郭威因此将他贬黜到商州。王峻到商州就得了腹疾，没多久就死了，郭威担忧王殷知道这件事会有兔死狗烹的想法，就派遣王殷的儿子王承诲，去邺城见王殷，向他讲述王峻的过错和罪行，以此来安抚王殷。
王殷以永寿节为由，上表请求入京觐见，郭威虽然一开始答应他的请求，但随后担忧他入京的动机，很快就派使者制止他进京。何福进驻守镇州，一向看不惯王殷的专横，他在觐见时向郭威奏报了一些王殷的隐秘之事，郭威愈发怀疑王殷有不臣之心。
朝中郊礼在即，王殷从藩镇进京朝见，郭威令他依旧负责朝廷内外的巡逻警卫。王殷在京内进出，随从不下数百人，加之他仪态威武、身材伟岸，朝野内外震恐不安。王殷入宫上奏说：“郊祭在即，军民大量聚集，臣在城外设防警备，请陛下酌量增拨士兵武器，以备不测。”因为这个理由很合理，但准其所请又有逼宫的风险，郭威对此很是为难。
当时，朝野都知道郭威有病在身，走路都很艰难，长久都不能上朝听政，郭威可能无法主持即将举行郊祭大礼，军中出现郊赏少于唐明宗的流言。柴荣掌军时日尚短，军心浮动，朝野内外都担心王殷可能借此发难。
于是，郭威强撑病体坐在滋德殿上，等王殷进来问候时，就下令抓住他，立即下令把他流放登州，等他出了都城，又立即杀了他，朝中大臣心里这才安定下来。又立即令澶州主帅郑仁诲赶赴邺都抚慰王殷家小，王殷的次子是衙内指挥使，没有出府拜见郑仁诲，郑仁诲不奉旨就诛杀了他，并把王殷的家属迁往登州。
