王思同在此战中可用为将，留在左右，八月，授右武卫上将军（或作左武卫上将军）。九月，孟知祥、董璋公然反叛朝廷，李嗣源以女婿天雄军节度使石敬瑭为东川行营都招讨使统兵与两川作战，以王思同为京兆尹，充西都留守兼西南行营马步都虞候，为伐蜀前锋。十一月，王思同与阶州刺史王弘贽、泸州刺史冯晖、步军都指挥使赵在礼引兵出人头山后，过要塞剑门关之南，还袭剑门关，奇袭东川守军，杀东川兵三千人，擒获都指挥使齐彦温，为朝廷夺取了剑门关。孟知祥一度大惧，以为大势已去。但朝廷其余大军不能跟进与王思同等在剑门关会师，他们只得放弃剑门关