政府同时派定其为国民大会代表，立法院立法委员。1948年（民国三十七年）4月，回到四川省任四川省政府主席。1949年（民国三十八年）夏，为中国人民解放军迎撃，王陵基出任四川反共救国军总司令，年末败退至雅安。1949年12月11日，四川省邓钖侯、刘文辉、潘文华联合投向中国共产党。其最后的直属部队举行起义投向中国共产党方面，是为彭县起义。王陵基乃化装逃亡，途中被中国人民解放军逮捕。中华人民共和国时期，王陵基一直被关押，直到1964年12月获得特赦释放。释放时，王陵基患有老年病高血压、心脏病，乃住进医院