王衍，字化源，原名宗衍，是王建第十一子。母徐贤妃。
王衍自幼习文，有才思，好作艳体诗。但性懦怯，喜游乐，惮于政事。初封郑王，后以母亲宠得立为皇太子。王建死，乃嗣位。时年18岁。改名王衍。
即位之后，王衍耽于游乐，不理国政，中书令王宗弼与内枢密使宋光嗣内外擅权，皇太后、皇太妃也各以教令干政，王衍所亲信的内官宋光葆以及吏部侍郎文思殿大学士韩昭等人也是作威弄权。一时间，政出多门，混乱不堪。但王衍根本就不关心这些，他或外出游乐，或宫中宴饮，享乐无休无止。
即位的第二年春，王衍就与太后、太妃遍游近郡名山，奢费无度。第三年秋，声称亲征凤翔，率妃嫔随从由成都往汉中而来，王衍身着金甲、头戴珠帽，不伦不类，随从队伍连亘百余里，鼓乐声也传到数十里外。王衍写出《水调银汉曲》，让乐工在船上弹唱，又命人沿途搜寻美女，阆州百姓何康有一位美貌女儿，已受聘待嫁，王衍命人强行抢来，结果此女的丈夫大恸而死。
王衍还常常到城中酒楼市肆、秦楼楚馆寻欢作乐。每到一处，就题字壁上“王一来”。蜀人好戴小帽，而王衍喜戴大帽，为了不让市民认出自己，王衍又下令蜀中士民必须戴大帽。
乾德四年（公元922年）夏，王衍听说军使王承纲有一美貌女儿，就令人抢入宫中。王承纲上朝请放出女儿，王衍大怒，将他流放茂州，承纲女自杀。此事使武臣旧将人人寒心。咸康元年（公元925年）十月四日，王衍率佞臣韩昭等人由成都出发游乐。次日至汉州，镇守边地凤州（今陕西凤县）的武兴节度使王承捷派人送来快报，言后唐大军已进入关中。但王衍却认为这是大臣们故意合谋阻挠自己北行。
君臣一行且行且乐，刚至利州（今四川广元）就遇到溃逃下来的败兵。原来唐兵已大举入境，武兴节度使王承捷投降郭崇韬。至此，王衍才相信唐兵已来。他留王宗弼率军守利州，自己由绵州返成都。
此时的前蜀，正可谓土崩瓦解，唐军所到之处，前蜀守将或降或逃，几乎无抗拒者。十一月六日，王衍回到成都。次日，在文明殿召集群臣，君臣相对涕泣，无一人能有救急之策。十五日，王宗弼也逃回成都。王衍及太后前去劳问，宗弼骄慢无礼，拥兵两侧。当晚，发兵幽禁王衍及太后、诸王，收取玺印，自称权西川兵马留后。十七日，唐军至汉州，宗弼派人送牛酒前去慰劳，又使王衍召中书侍郎同平章事起草降书，遣兵部侍郎欧阳彬奉表请降。二十六日，后唐西川面行营都统、魏王继岌至汉州，宗弼前去迎候。次日至成都，二十八日，在升仙桥旁举行了受降仪式。前蜀灭亡。
后唐同光四年（公元926年）正月，王衍并宗族、百官一行数千人被押往洛阳。三月，行至长安，唐庄宗下诏令他暂驻此地，不许东来。
四月三日，向延嗣至长安，杀王衍及其一家。王衍时年28岁。天成三年（公元928年），唐明宗追封王衍为“顺正公”，葬于长安城南的三赵村。