王衍回到洛阳后，出任车骑将军、左光禄大夫。魏孝静帝元善见初年，王衍转任侍中，车骑将军如故。天平三年（536年），王衍去世，虚岁五十二。魏孝静帝敕令给予最高等级的东园秘器、助丧财物三百段，赠予使持节、都督青州徐州兖州三州诸军事、骠骑大将军、尚书令、司徒公、徐州刺史，谥号文献。王衍对待老朋友非常深厚，有老友竺虩在西兖州被尔朱仲远杀害，他的妻子儿女饥寒交迫，王衍把竺虩的妻子儿女带回自己家安置，年年都给与救济，世人称赞王衍的诚朴宽厚。
其他.王衍与卢怀仁感情好彼此投合。卢怀仁曾经对王衍说：