781年(太平四年),李宝臣去世,其子李惟岳谋袭父位不果,举兵叛乱。当时,有人称王武俊有异志。王武俊得知后,出入只带一两名随从,平素不和外人往来。李惟岳虽然也有疑心,但见他深自贬抑,爱惜他作战勇猛,没有忍心杀他。
782年(太平五年),幽州节度使朱滔与归附朝廷的成德大将张孝忠征讨李惟岳,李惟岳在束月鹿(今河北辛集)迎战,并命王武俊为前锋。王武俊私下对人道:“我若击败朱滔,则李惟岳必能兵势大振,我回去后,一定会被他杀掉。”于是,王武俊消极应战,结果被朱滔击破。
不久,成德大将康日知在赵州(今河北赵县)投降朝廷,李惟岳更加疑忌王武俊。有人劝李惟岳道:“先相公(李宝臣)一直以王武俊为腹心,两家又是姻亲,当此危难之际,王武俊勇冠三军,不依赖他这样的人,谁又能为您退敌呢!”李惟岳便命王武俊与步军使卫常宁一同讨伐康日知,又让王士真率精兵宿于府中以为贴身护卫。
王武俊走后,对卫常宁道:“我忠于节度使,李惟岳却听信谗言,猜忌于我,使我朝不保夕。如今出兵赵州,不论胜败,我都不回恒州(今河北正定)了。我们到定州投奔张尚书(张孝忠)吧。”卫常宁劝道:“圣旨道,谁斩李惟岳首级,就把他的官爵赏给谁。如今,张尚书归降被封为节度使,听说康日知也被封官。我看李惟岳早晚会被朱滔所灭,我们不如倒戈诛杀李惟岳以取富贵。如果事情不成功,再去投降张尚书也不晚。”王武俊深以为然。而康日知也派人对王武俊道:“李惟岳懦弱无谋,不值得同他一起造反!我城池坚固,万众一心,不是一年半载就能攻下的。”又拿出伪造的皇帝手诏招降王武俊。
闰正月二十一日,李惟岳派心腹要藉官谢遵到赵州城下催战,王武俊则劝说谢遵与自己一同谋取李惟岳。谢遵返回后,密告王士真加紧准备。不久,王武俊与卫常宁连夜折返恒州,在谢遵等人接应下,冲入李惟岳府中,王士真也在府内接应。王武俊传令道:“李惟岳叛逆,众将士归顺朝廷,敢违命者族诛!”李惟岳束手被擒。卫常宁又道:“李惟岳见到天子后,肯定会哀乞求生,诬称当初是您与诸将胁持他起兵拒命。”王武俊遂勒死李惟岳,把他的首级传送京师。