。崔胤正与朱全忠结盟，便召朱全忠，朱全忠兵围凤翔府。903年初，凤翔越发陷入绝境，韩全诲让昭宗下诏呼吁周边节度使起来攻打朱全忠。因王师范依附朱全忠，诏书命淮南节度使杨行密部将原泰宁军节度使朱瑾任平卢节度使。王师范读诏书后，大为沮丧，说:"我们是皇帝的藩属，怎能坐看天子被劫受辱?我们的军队仅仅是用来自保的吗?"退休宰相张浚也写信给王师范，鼓励他起事反对朱全忠。王师范准备这么做了。因朱全忠的精锐都随他在凤翔，王师范大胆设计让诸将化装成商人，在朱全忠治下的宣武军军府汴州、感化军军府徐州、泰宁军军府兖州、天平军军府郓州、齐、沂、河南、孟、滑、河中、陕、虢、华等州同时起事。但大多数情况下，计划起事的平卢诸将事泄被擒，只有时任行军司马的刘鄩袭击了兖州守军，夺取了兖州。
朱全忠侄马步都指挥使朱友宁当时在汴州，准备攻打王师范，召当时屯兵邢州的时任泰宁节度使葛从周。朱全忠也另派军队支援朱友宁。王师范写信给朱全忠的大敌河东节度使李克用，但当李克用信褒赞王师范之举时，李茂贞已向朱全忠服软，屠戮为首宦官后将皇帝献给朱全忠以求和。903年春末，朱全忠主力
907年，朱全忠迫唐昭宗之子唐哀帝禅位，终结唐朝，建立新的后梁朝，后世称太祖皇帝。此后，王师范从河阳被召洛阳，为金吾上将军。太祖封众多子侄为王之后，朱友宁妻向他哭诉:"陛下化家为国，宗族都蒙受荣宠，但唯独妾身的丈夫遭遇不幸，已因王师范叛逆而死于战场。现在这个死仇还活着，妾身很心痛!"太祖答:"我几乎忘了此贼!"便派使者去洛阳灭王师范全族。使者到洛阳，在地面上掘下大坑，再宣读太祖敕令。王师范设下大宴，和族人同坐，答道:"死是人不能避免的，何况有罪之人!我不希望我们的尸体长幼无序地散放着。"宴席开始后，他命族人从最幼者开始被带到坑中处决。包括王师范本人和兄弟王师诲、王师悦在内的约二百人死于此难。到了925年，后梁已亡，李克用子李存勖已为新建立的后唐朝庄宗皇帝，追赠王师范太尉。