太康元年（280年）三月十五日，王濬进入石头城。孙皓准备亡国之礼，驾着素车白马，袒露肢体，缚住双手，衔璧牵羊，大夫穿着丧服，士人抬着棺材，率领着伪太子孙瑾、孙瑾弟鲁王孙虔等二十一人，到达军营门前。王濬亲自为孙皓松绑，接受了玉璧，烧掉了棺材，将孙皓送往洛阳。王濬收了东吴的图书簿籍，封了府库，军中无所私获。晋武帝派遣使者慰劳王濬军。
当初，晋武帝下诏书使王濬攻下建平以后受杜预调度，到秣陵后受王浑调度。杜预到江陵，对诸将帅说：“如果王濬能攻下建平，则可顺流长驱东下，威名显赫，不应受我的制约。如果不能攻下建平，则也无理由去调度他了。”王濬到了西陵，杜预给他写信说：“足下能摧毁吴西边的屏障，便当直取秣陵，讨伐数世为患的逃寇，解救吴民于涂炭之中。再自江入淮，渡过泗水汴水，溯黄河而上，整军还都，这是旷世未有的盛事啊！”王濬大喜，向晋武帝上表并呈上杜预的书信。
王濬将到秣陵时，王浑遣使者令王濬暂停，到自己军中商量事情，王濬张起船帆直往前驶，回报王浑说：“风大，船不能停。”王浑久已打败孙皓中军，杀了张悌等，但按兵不敢前进，而王濬乘胜接受了孙皓投降，王浑感到耻辱而且愤怒，于是向朝廷上表，说王濬违背诏命，不受自己调度，对王濬进行诬告。有司判定要将王濬用槛车征召回京，晋武帝不许，下诏指责王濬说：“伐吴是件大事，应有统一军令。以前有诏使将军受安东将军王浑调度，王浑思谋深远稳重，按兵等待将军。为何径直前行，不听王浑命令，违背制度，不明利害，甚失大义。将军的功勋，铭刻朕心，应当按诏书行事，以维护王法尊严，而在战事将终时，恃功肆意而行，朕将何以行令于天下！”王濬上书解释。王浑又向皇帝呈报周浚的书，说是王濬军得了东吴的宝物，王濬又向晋武帝上表。
王濬回到京都，有司劾奏他违诏不受王浑节度，应坐大不敬罪，交付廷尉。晋武帝下诏说：“王濬开始接受率兵直抵秣陵的诏书，以后才又下诏让他受王浑调度。诏书在途中滞留，没有按时到达，这种情况与不受诏同样看待，于理是不通的。王濬没有及时上表说明王浑向他宣布诏书的情况，这是应当责备的。王濬有征伐灭吴的功劳，一点小错不足以掩盖他的大功。”有司又奏，王濬被赦免后，烧毁贼船一百三十五艘，应下令交付廷尉追究责任。
晋武帝下诏说：“不要追究。”拜王濬为辅国大将军，领步兵校尉职务。旧制只设步兵五营，新置一营是从王濬开始的。有司又上奏，辅国将军按位次不是很显达的官，应不配置司马，不供给官骑。武帝下诏按外镇将军的标准，供给五百大车，增兵五百人组成辅国营，供给亲骑一百人、官骑十人，配置司马官。封为襄阳侯，食邑一万户，儿子王彝封为杨乡亭侯，食邑一千五百户，赐绢一万匹，又赐衣一套、钱三十万及一些食物。
王濬自以为功大，而被王浑父子及豪强所压抑，多次被有司上奏弹劾，每次进见晋武帝时，总要陈说自己征伐的劳苦，及被诬告冤屈的情状，有时显出愤愤不平的样子，退出时不向晋武帝告辞。晋武帝每次都宽恕他。益州护军范通，是王濬的外亲，对王濬说：“卿的功业是盛大的，可惜有这大功业的人未能尽善。”王濬说：“这话什么意思？”范通说：“卿凯旋归来之日，应该戴上隐士的角巾，回到私宅，口不言平吴之事，若有人问及此事，您就说：‘平吴全凭圣主之德，群帅之力，老夫哪有这种力量呢！’如能这样，那么颜回老聃之不夸其德，汉龚遂‘皆圣主之德，非小臣之功’的雅对，又怎么能胜过您呢！这就是蔺相如所以能让廉颇屈服的原因，王浑对此能不惭愧吗？”王濬说：“我开始害怕会发生类似邓艾灭蜀而被杀的事情，怕灾祸及身，不得不说，也不能把话藏在胸中，这是我的偏激啊。”当时的人都认为王濬功劳大而封赏轻，博士秦秀、太子洗马孟康、前温县令李密等，一起上表诉说王濬受委屈。晋武帝才迁王濬为镇军大将军，加散骑常侍，领后军将军。王浑到王濬家里去，王濬安排卫士严加戒备，然后才接见，他们两个就是如此互相猜疑防备。王濬平吴之后，因功高位重，不再守俭素之业，于是食则佳肴，衣则锦绣，纵情奢侈享受。他所征召引荐的，多是蜀人，表示不遗故旧。后来又转王濬为抚军大将军、开府仪同三司，加特进，散骑常侍、后军将军如故。
太康六年十二月庚寅（286年1月18日），王濬去世，终年八十岁，谥号为武。葬于柏谷山，大肆营造坟墓与陵园区，围墙周长四十五里，每面别开一门，松柏茂盛。子王矩继嗣。
多谋善战。初任河东从事，后受车骑将军羊祜赏识，转为车骑从事中郎。西晋泰始八年（272），任广汉太守时，纳主簿李毅之议，发兵讨灭枉杀益州刺史皇甫晏的牙门张弘等，迁益州刺史。后因治边有方，少数民族多来归附，拜右卫将军，任大司农。晋武帝与羊祜密谋伐吴，祜荐其留镇益州（治今成都），旋加龙骧将军，监益、梁诸军事。王濬受命藉长江上游地势之利，治水军，以屯田兵及诸郡兵合万余人，大造舟舰器仗，作攻吴准备。历经七年建成一支强大水军，在灭吴之战中起了重大作用。
咸宁五年（279），上书请速攻吴。时镇南大将军杜预亦上表请即伐吴。遂促成晋武帝于十一月发兵大举攻吴。太康元年（280）正月，王濬自成都出发，率水陆军顺流而下。二月，越过建平，以大筏带走吴军置于江中之铁锥，以火炬熔毁其铁链，攻克丹阳，继续前进。在杜预等的支援和策应下，顺利攻占西陵、夷道、乐乡、武昌（今宜昌东南、枝城、松滋东北、鄂州）。三月，与另两路晋军同逼吴都建业。又临机果断，领军过三山矶，率先进入建业西石头城，接受吴主孙皓投降，实现西晋统一大业。