因为王方翼个人能力很强，深得高宗李治的喜爱。

王方翼少号孝童，唐太宗时为右千牛。唐高宗时随裴行俭讨伐李遮匐，为副将，兼检校安西都护，修筑碎叶城。

永淳初年（682年），西突厥阿史那车薄啜带兵围困弓月城，王方翼率军与其在伊犁河交战，大获全胜。突厥军援至，又在热海交战，杀敌七千，擒其首领300人，西域震服。

武则天掌权后，猜忌他是王皇后本家、唐朝忠臣，把王方翼流放到崖州，途中病逝。