后，贪功冒进，连夜疯狂地去抢战利品，军纪大坏。黄巢得知唐军正在城中大肆劫掠，第二天早上，黄巢率军进城，展开巷战，唐军被杀者十之八九，唐京城四面诸军行营副都统程宗楚、行军司马唐弘夫战死，只有王处存侥倖逃出，处存痛哭数日。景福元年（892年）王处存联合李克用军队攻打成德节度使王镕，双方在镇州九门县的新市激战，李克用、王处存被打败，唐昭宗下诏劝解。干宁二年九月（895年）卒。赠太子太师，谥曰忠肃。子副大使王郜继立。另有子大同军防御使、检校司空王邺。