王世充杀死元文都、赵长文、卢楚、郭文懿之后，以王世恽为内史令。619年四月初五，皇泰主杨侗被迫禅位于王世充，王世恽将杨侗软禁。武德二年，郑王王世充废除隋皇泰主杨侗，自立称帝，国号郑，年号开明。八月，王世充大封宗室、功臣，封兄王世恽为齐王、尚书令。后来，裴仁基、裴行俨、宇文儒童要谋杀王世充，王世恽说这是有杨侗的指使，王世充于是派王仁则毒杀杨侗。王世充命两个哥哥楚王王世伟为太保、齐王王世恽为太傅，兼尚书令。唐朝秦王李世民率军攻打洛阳，王世充派王世恽镇守洛阳南城。621年，王世充投降后，王世恽和他一起被仇家独孤修德所杀。