王思礼，本是高句丽人，后来移居唐朝营州，出身将门之家，他的父亲王虔威是朔方军将领，以通晓兵法而闻名。年少时学习军事，跟随河东节度使王忠嗣到河西，与哥舒翰同为押衙，等到哥舒翰升任陇右节度使，王思礼与中郎周泌作为哥舒翰的押衙，由于攻取石堡城有功，升任右金吾卫将军，充任关西兵马使，兼任河源军使。
王思礼跟随哥舒翰征讨九曲，由于王思礼延误时间，因此哥舒翰下令处死王思礼，临刑之时，哥舒翰却下令赦免王思礼，王思礼慢慢地说：“要杀就杀，为何还要赦免？”诸将领都对他的话感到壮烈。
吐蕃苏毗王来到边塞，归附唐朝，唐玄宗李隆基命令哥舒翰到磨环川接应他，恰逢此时王思礼从马上坠下伤到脚，哥舒翰对中使李大宜说：“王思礼已经伤到脚，想到哪里去呢？”王思礼加任特进，升任金城太守。
安史之乱发生，哥舒翰担任平乱元帅，奏请王思礼担任开府仪同三司，兼任太常卿同正员，充当元帅府马军都将，每件事都单独与王思礼商议决定。不久，哥舒翰患病，不能处理军政之事，于是将军政之事全权委托给田良丘，田良丘不敢一人决断，便让王思礼主管骑兵，李承光主管步兵，王思礼、李承光二人争胜，因此军队不能相互统一。
王思礼请求哥舒翰谋杀安思顺的父亲安元贞，并趁机在纸上用密语告诉哥舒翰，请他抗表诛杀杨国忠，哥舒翰不答应。王思礼又请求用三十名骑兵劫持到潼关，将其杀死，哥舒翰说：“如果这样做，就是我哥舒翰谋反，和安禄山有什么区别。”潼关失守，王思礼西行到达安化郡，与吕崇贲、李承光一起引到军中大旗下，唐肃宗李亨责问他们不能坚守防地，一并处以军法。宰相房琯建议赦免他们，可以取得以后战事效果，于是杀死李承光而释放王思礼和吕崇贲，王思礼和吕崇贲、房琯同任副使。不久在便桥的战斗中，作战不利，王思礼拜任关内行营节度、河西陇右伊西行营兵马使。
朝廷派遣王思礼率军驻守武功，兵马使郭英乂驻守东原，王难得驻守西原。叛军将领安守忠、李归仁、安太清率军进攻武功，郭英乂与叛军交战不利，中箭受伤逃走，王难得见死不救，也随之败退，王思礼顾及敌方势众而撤退到扶风。叛军分兵至大和关，距离凤翔五十里，唐肃宗在凤翔非常惊骇，于是进行戒严。中官以及朝廷官员都派出自己的儿子出战，唐肃宗派遣左右巡御史虞侯将他的名字写上，这类事情方得到制止，同时命令司徒郭子仪率领朔方的军队击退叛军。
王思礼跟随元帅、广平王李豫收复西京长安，叛军已败，王思礼带领军队率先进入景清宫，后跟随郭子仪赶赴陕城、曲沃、新店作战，连连击败叛军，收复东京洛阳。王思礼接着在绛郡击败叛军六千多人，缴获的器械堆积如山，牛马数以万计，由于王思礼屡立战功，朝廷于是升任他为户部尚书，封霍国公，食邑三百户，兼任潞、沁等州节度使。
王思礼与郭子仪等九位节度使在相州包围安庆绪，王思礼统领关中、潞州的行营步兵三万人、骑兵八千人，大军溃败，惟独王思礼和李光弼两支人马齐全。不久，王思礼在直千岭击败史思明别将一万多人，在潞城东面击败史思明部将杨旻。李光弼镇守河阳时，王思礼代任河东节度副大使，唐肃宗诏令王思礼担任太原尹、北京留守、河东节度使，兼任御史大夫，在职期间，军队器械精良，存贮军粮达一百万石。
唐肃宗加任王思礼为司空，从唐高祖武德年间以来，身为三公而不居相位，只有王思礼一人而已。王思礼因病去世，唐肃宗下令辍朝一天，追赠王思礼为太尉，赐谥号武烈，并派遣鸿胪卿负责办理王思礼的丧事。
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