公元692年，任武威道总管，与阿史那忠节讨吐蕃，收复龟兹、焉耆、于阗、疏勒四镇，重设安西都护于龟兹。公元693年，王孝杰与西突厥与吐蕃联军战于冷泉、大领谷等地，于次年将其击败。公元695年，任朔方道行军总管，攻打后突厥。十月，后突厥默啜可汗遣使请降并归附武周。
公元697年，任清边道行军总管，率军讨伐契丹可汗孙万荣，在东硖石谷（今河北唐山附近），孤军深入，寡不敌众，兵败坠谷而死。赠夏官尚书、耿国公。开元中，赠特进。
人物生平
免死归唐
王孝杰，生于京师长安附近（雍州，后来的京兆府）的新丰县，年轻时以军功晋级。公元677年（仪凤二年），吐蕃进攻凉州（今甘肃武威）。第二年正月，唐高宗命中书令李敬玄兼鄯州（今青海乐都）都督，代刘仁轨镇洮河，又于关内、河东募兵击吐蕃。时王孝杰为副总管，从工部尚书刘审礼领军西行。九月，唐军与吐蕃大将论钦陵战于青海大非川。唐军大败，李敬玄按军不敢救，刘审礼与王孝杰被俘，不久刘审礼伤重而死。吐蕃赞普赤都松赞看见王孝杰，因其相貌与父亲相似而厚加敬礼，得以免死归唐。武则天时，任右鹰扬卫将军。
收服四镇
武则天在平定徐敬业之乱以后，为了显示其“务在仁不在广，务在养不在杀，将以息边鄙，休甲兵，行乎三皇五帝之事者也”，在垂拱二年（686年）下令削减安西四镇防务，撤回镇将防人。公元688年，吐蕃趁机进入安西四镇。
公元692年（长寿元年），西州（今新疆吐鲁番）都督唐休璟请求武周女皇武则天，收复陷于吐蕃的龟兹、于阗、疏勒、碎叶四镇（即安西四镇）。因为王孝杰曾经长期住在吐蕃，知道吐蕃的内情，于是武则天以王孝杰为武威道总管，与左武卫大将军阿史那忠节率兵讨击吐蕃。十月，王孝杰率军进入西域后，击败吐蕃，接连收复安西四镇，并于龟兹置安西都护府，用汉兵3万人镇守。王孝杰以军功拜左卫大将军。
再战吐蕃
公元694年（延载元年），王孝杰在青海湖附近，打败吐蕃大将勃论赞刃和吐蕃拥立的西突厥十姓可汗阿史那俀子，因功官拜夏官尚书、同凤阁鸾台三品，封清源县男。
之后王孝杰出为瀚海道行军总管，在薛怀义的率领下攻打后突厥，但是未遇突厥军。公元695年（证圣元年），王孝杰又任朔方道行军总管再击吐蕃，由于战事失利，被削职免官。
兵败殉国
同年五月，契丹首领李尽忠叛唐，李尽忠死后，他的妻兄孙万荣继续领导叛军。次年（公元697年），契丹进入河北，武则天起复王孝杰为清边道行军总管，苏宏晖为副，统兵十八万讨击契丹。
三月十二，苏宏晖、王孝杰在东硖石谷（今河北唐山附近），与契丹孙万荣遭遇，因为峡谷狭窄，前面峡谷外的契丹军队军队又非常多，王孝杰便亲率少量精锐士卒为前锋，且战且进，奋勇冲杀，冲出谷外，又将士兵排成方阵与敌人交战。但是这时苏宏晖因为敌人太多而害怕，逃走，后方的唐军主力没有跟进、没有来支援。王孝杰孤军深入，寡不敌众，坠崖身亡，他所率的少量先锋也死亡殆尽。节度官记张说返回后，武则天询问王孝杰兵败情况，张说曰：“孝杰忠勇敢死，乃诚奉国，深入寇境，以少御众，但为后援不至，所以致败。”武则天于是追赠王孝杰为夏官尚书，封耿国公。拜其子王无择为朝散大夫。派使者到斩杀苏宏晖，以示惩处。使者未至幽州，苏宏晖已经立功赎罪，最终免于诛杀。
约一年的时间，唐朝张九节、杨玄基等击败契丹孙万荣（万斩），孙万荣的首级被送到东都洛阳。武则天用李锴固等人平定契丹余党。
家族成员
其子王无择为朝散大夫，开元中，无择官至左骁卫将军。
人物评价
史书评价
《新唐书》：“唐所以能威振夷荒、斥大封域者，亦有虎臣为之牙距也。至师行数千万里，穷讨殊斗，猎取其国由鹿豕然，可谓选值其才欤！夫宰相代天秩物，燮化人神，惟有德者宜之。若休璟、仁愿，用以丞弼，非强所不能邪？据功名之地，则绰绰矣。”
《旧唐书》：“王孝杰、唐休璟、张仁愿、薛讷、王晙等，皆韬武干，亟立边功。然孝杰失于再擒，休璟亏于余行。先败后胜，薛讷何惭；止雪回风，王晙难掩；仁愿操履，中否相兼。”
历代评价
张说：“孝杰乃心国家，敢深入，以少当众，虽败，功可录也。”
武则天：“昔贞观中具缓得此蕃城，其后西陲不守，并陷吐蕃。今既尽复于旧，边境自然无事。孝杰建斯功效，竭此款诚，遂能裹足徒行，身与士卒齐力。如此忠肯，深是可嘉”，后又言：“贞观中，西境在四镇，其后不善守，弃之吐蕃。今故土尽复，孝杰功也。”
常建：“嫖姚北伐时，深入强千里。战余落日黄，军败鼓声死。尝闻汉飞将，可夺单于垒。今与山鬼邻，残兵哭辽水。”
陈元靓：“临难忘躯，有进无退。百万争邻，丹血相萃。战气方酣，鼓音忽惫。死敌为忠，足劝万代。”
史籍记载
《旧唐书》卷九十三。
《新唐书》卷一百一十一均立有传。
《资治通鉴》卷二百0五、卷二百0六也有记载。
影视形象
王孝杰是电视剧《神探狄仁杰》中的重要人物之一，在剧中王孝杰被塑造为一个暴躁、狂妄但却忠诚、勇敢、耿直而且勇于认错的军事统帅。
在《神探狄仁杰2》崇州案中，被部将苏宏辉、崇州刺史丘静等陷害，为契丹俘虏，后被李元芳所救，遂与李元芳、狄仁杰成为生死之交。并在蛇灵案中率右威卫主力攻破太子宫，拯救狄仁杰。
在《神探狄仁杰4》与狄仁杰、李元芳、曾泰等合作，先破获银马车案，后会同援军击溃突勒贺鲁、齐格的大军。