王僧绰先后担任司徒参军、始兴王文学、秘书丞、司徒左长史及太子中庶子等职务。元嘉二十六年(449年),他升任尚书吏部郎,负责官员的选拔工作。在任期间,他能够分辨人才的品第,了解他们的才干,选拔有才能的人,表现非常称职。元嘉二十八年(451年),王僧绰升任侍中,掌管机密事务。当时,宋文帝已经在考虑身后之事,因为王僧绰年轻有为,文帝有意将大任托付给他,因此让他参与朝中大小事务的决策。堂兄王微担心王僧绰权势过重,于是劝他降低自己的权势。王僧绰曾请求外放担任吴郡太守和广州刺史,但都被宋文帝拒绝。
元嘉二十九年(452年),太子刘劭和始兴王刘濬等人因涉及巫蛊之事被揭发,宋文帝先召见王僧绰商议,决定废黜太子和始兴王,并命王僧绰查找以往废立太子和王室成员的旧事作为参考。当时刘劭图谋作乱,在东宫设宴款待将士,王僧绰也秘密向宋文帝报告了这一情况。在搜集完废立旧事后,江湛和徐湛之得知宋文帝打算废黜太子,于是分别推荐自己的女婿南平王刘铄和随王刘诞;而宋文帝则倾向于立自己宠爱的建平王刘宏为新储君。宋文帝在立储问题上犹豫不决,王僧绰进言:“立太子的事,应该由圣上您自己决定。我认为此事应当迅速决断,不宜迟缓。当断不断,反受其乱。应当以大义割舍恩情,忽略小小的不忍心,否则就应当对太子一如既往,不要让他产生疑心。淮南王曾说:‘密谋即使像将石头丢进水中沉没不见,吴越地区擅长游泳的人都能找到。’事情虽然是机密,但很容易泄露出去,不可以让意发生,成为后世的笑柄。”宋文帝回答:“你可以说是能决断大事的人。不过这件事关系重大,不可以不三思而后行。而且庶人不久前才去世,人们会说我不慈爱啊。”王僧绰回应:“臣担心千年之后,人们会说陛下只会制裁弟弟,不会制裁儿子。”宋文帝听后沉默不语。江湛当时也在场,离开宫阙后对王僧绰说:“你说话,不要太直接。”王僧绰却回答:“我也不想你这么不直接。”
元嘉三十年(453年),刘劭率兵进攻台城,弑杀了宋文帝,江湛在混乱中感叹:“没有听王僧绰的话,导致如此境地。”随后也被刘劭杀害。刘劭即位后,命令王僧绰起草大赦的诏书,并任命他为吏部尚书。不久,刘劭在检查文帝的遗物和江湛的书信时,发现王僧绰参与了密谋废立之事,于是将他逮捕并杀害,王僧绰年仅三十一岁。同年,刘骏讨灭了刘劭,即位后追赠王僧绰为散骑常侍、金紫光禄大夫,赐予谥号愍。