1941年7月，原冀鲁豫军区与一一五师、鲁西军区合并，编为新的冀鲁豫军区，属一一五师建制，王辉球仍任教三旅政治部主任。
1942年9月27日，日军对冀鲁豫军区中心地区进行大规模“铁壁合围”式的“扫荡”教三旅一部及地方机关、学校人员和一批群众，被日军重重包围，王辉球临危不惧，一直坚持到突围。
1943年3月，王辉球调任冀鲁豫军区政治部副主任兼组织部长，参加了整风运动。1944年初．赴延安一面休养、一面学习，同年秋，进人中央党校二部十八支部学习。
1945年4月，作为晋冀鲁豫代表团的候补代表出席了在延安召开的中共第七次全国代表大会。
解放战争时期
1945年11月，晋冀鲁豫军区抽调主力组成第七纵队，王辉球为政治部主任。1946年6月下旬，内战爆发。8月，王辉球随第一纵队参加陇海路作战；10月，参加巨野战役。
1947年3月16日。第一、七纵队合并，成立中原野战军第一纵队，王辉球为政治部主任。6月底，一纵在独一旅接应下，渡过黄河，昼夜兼程，向郓城激进，3天后，完成对郓城的合围，经过两天战斗，全歼守敌五十五师师部及其所属二十九旅、七十四旅，共1.3万余人。8月31日，一纵进入指定地区，就地展开发动群众，开展游击战争，创建根据地。至此，王辉球与一纵连续行军25天，抢渡9条大河，攻克7座县城，行程1200余里，胜利完成千里跃进大别山的伟大的战略进军的光荣任务，在我军战史上写下了光辉的一页。12月，随一纵主力星夜北进，保护了刘伯承司令员和中原局机关安全转移。
1948年2月至8月，王辉球根据党中央关于“为彻底实行土地改革，支援长期战争，必须整顿党的队伍”和要求部队“利用战争间隙，开展新式整军运动”的指示，参与并主持了一纵整党整军的日常工作。1948年11月6日，开始进行淮海战役，1949年1月10日结束，王辉球在一纵自始至终参加了这次历史性大决战的全过程。1949年2月19日，一纵一、二旅及部分地方部队组建为十六军，王辉球为政治委员，隶属于杨勇为司令员的第二野战军第五兵团。3月30日，五兵团确定十六军为渡江战役第一梯队，4月21日，王辉球与十六军全部渡过长江，尔后沿景德镇、婺源、常山向浙赣线挺进，截歼逃敌；8月，十六军奉命入黔作战，先解放贵州，迂回四川。
建国后
1949年10月初，与十六军首先在湘桂边参与围歼白崇禧集团的衡宝战役。11月15日，解放贵阳。
1949年12月，王辉球调任贵州军区(当时为五兵团)政治部主任兼贵州省委宣传部长。
1950年3月22日，中共贵州军区委员会成立，王辉球任委员并兼省委宣传部长，参与领导了云、贵、川地区持续一年半的剿匪作战。10月底，任贵州军区副政委兼政治部主任，并参加省委、省政府领导工作，他发现并推广的“祁建华速成识字法”，得到了中央军委重视并推向全军，为夺取全国解放做出了重大贡献。1951年，王辉球协助军区领导组织兵源开赴朝鲜战场；
1952年1月至5月，军区党委决定，由王辉球领导军区的“三反”运动；4月至7月，贵州军区进行精简整编工作，王辉球积极参与了这项工作的领导。
1953年1月，中央军委任命王辉球为军委空军政治部主任；4月15日，增补为空军党委委员、党委常委。同月，开始主持军委空军政治部的工作。
1954年，王辉球组建空军政治学校，并兼任校长；1 955年10月，被授予中将军衔，并荣获二级八一勋章，一级独立自由勋章，一级解放勋章。12月，空军监察委员会成立，王辉球为委员、常委。
1956年4月，王辉球参加了《空军政治工作经验选编》一书的纲目拟定和书稿的审稿定稿工作，倡导设立空军政工研究室，创办了《人民空军》杂志，后改为《空军报》，为总结、宣传空军建设经验和成果提供了条件。1957年，空军与防空军合并，王辉球仍任政治部主任，
1959年初，到广州出席全军政工会议，会后顺路回到阔别30多年的万安老家，住了3天。
1960年3月，经周恩来总理任命王辉球为空军副政治委员兼政治部主任。1964年7月，免去政治部主任职务。至此，王辉球是空军历史上任政治部主任时间最长的一位。1965年9月，刚从基层返回北京的王辉球，主动报名，带领空政干部到湖南两个条件最艰苦的县，参加农村的“四清”运动。空军“文化大革命”开始后，王辉球坚持不随便表态，像以往历次运动一样，坚信党中央，坚信毛主席，坚持做到上下一致，同时坚守岗位，夜以继日地工作，任劳任怨，忍辱负重，全力维持空军的稳定，以保证防空作战和空中防线的巩固。
1968年9月，中央军委任命王辉球为空军政委；1969年，当选为第九届中共中央委员。
1975年，王辉球被任命为沈阳军区政治委员，
1976年，改任军区顾问组副组长，退居二线。
1978年2月，当选为中国人民政治协商会议第五届全国委员会委员，1981年离职休养，1988年荣获一级红星功勋荣誉章。他是中国共产党的优秀党员，久经考验的忠诚的共产主义战士，是中国人民解放军杰出的政治工作领导者。
2003年9月8日因病医治无效，在北京逝世，享年93岁。
