让济阳别驾魏林上书告发王忠嗣说：“忠嗣尝养宫中，云吾欲奉太子。”玄宗闻讯大怒，便将王忠嗣征入朝中，交付御史台、中书省与门下省共同审问。三司会审后，王忠嗣被判死刑。
当时哥舒翰也被征入朝，代王忠嗣为陇右节度使，玄宗对他十分赏识。哥舒翰入朝时，有人劝他多拿一些金帛去救王忠嗣，哥舒翰说：“若直道尚存，王公必不冤死;如其将丧，多赂何为!”于是就只身背了一个包裹入朝。当得知王忠嗣被判死罪，哥舒翰坚持认为王忠嗣冤枉，并请求用自己的官爵来赎王忠嗣的罪。玄宗走入宫后，哥舒翰随后叩头，声泪俱下，为王忠嗣申冤。玄宗最终免除了王忠嗣的死罪。十一月二十七日，王忠嗣被贬为汉阳太守。
天宝八年(749年)，王忠嗣病逝，终年四十五岁。同年哥舒翰奉命率军攻打石堡城，果不出王忠嗣所言，最终以死伤数万人的代价占领石堡城。
王忠嗣的冤死对大唐王朝的历史产生了重大影响。王死后仅6年(755年)，安史之乱爆发。安史之乱使唐朝由盛而衰，再也未能恢复元气，同时导致了西域的丢失。从这次失去西域以后的1000年间，汉族政权再也没有掌控过这片土地。有论者认为，如果王忠嗣不被贬黜，安史之乱就没有爆发的可能;如果王忠嗣不早死，而重新被重用，安史之乱也不过是一场瞬间既逝的闹剧而已，盛唐的局面有可能延长50-100年。信哉，斯言!
《孙子兵法》云：“故进不求名，退不避罪，唯人是保，而利于主，国之宝也。”(所以，进攻不为追求功名，避战不怕受到惩罚，只知道保护民众爱惜士兵，而真正有利于国君，这样的将帅，才是国家的宝贵财富。)