王恽字仲谋，卫州汲县人。曾祖父名王经。祖父名王宇，在金朝做过敦武校尉。父名王天铎，金正大初年，以其精于律学而首选入仕，官至户部主事。
王恽有才干，品行端正，好学且善于文辞，与东鲁王博文、渤海王旭等齐名。史天泽领兵攻宋，路过卫州，初见王恽就优加礼遇。中统元年(1260)，左丞姚枢任东平宣抚使时，荐举他为评议官。当时元朝政府初建，令各路推荐一名善于管理财政的官吏，王恽被推荐至京师。王恽到京后上书评议当时政治，因而与渤海周正并提升为中书省评定官。中统二年转为翰林修撰、同知制诰，兼国史院编修官，不久又兼任中书省左右司都事。王恽善于管理财政，识别和任用人材，评议典礼，研考制度，同僚无不佩服。
至元五年(1268)，建御史台，最先拜王恽为监察御史。王恽知无不言，奏论时政一百五十余章。当时都水刘..交结权势，受到重用，损失官粮四十余万石，王恽进行弹劾，揭发其营私谋利的罪恶，权贵们恐惧不安。王恽揭发刘..“：监修太庙，因功特蒙升官赐赏，但仅过几年，太庙的梁柱就腐朽毁坏了。这是对祖宗的不敬，应依法论罪。”..忧愤而死。王恽任监察御史期满，陈天佑、雷膺都奏请朝廷挽留。
至元九年，王恽受任为承直郎、平阳路总管府判官。绛州太平县民陈氏杀其兄，行贿缓刑，株连三百余人，以致历时五年不能判决，朝廷委任王恽去审理此案，一审即得实情，将株连者尽行释放。至元十四年任翰林待制，拜为朝列大夫、河南北道提刑按察副使，不久调燕南河北道，巡察诸州郡，罢黜许多贪官污吏。十八年拜中议大夫、行御史台治书侍御史，但未赴任。
裕宗为皇太子，王恽进呈《承华事略》二十篇，计为：广孝、立爱、端本、进学、择术、谨习、听政、达聪、抚军、崇儒、亲贤、去邪、纳诲、几谏、从谏、推恩、尚俭、戒逸、知贤、审官。
至元十九年春，改任山东东西道提刑按察副使，仅一年因病回归卫州。二十二年春，召为左司郎。当时右丞卢世荣大肆搜括民财而被朝廷重用，因此，虽多次催王恽赴任，他始终不应召，问他为什么，回答说：“卢世荣本无能之辈，而担此理财重任，不过是剥削民众以肥己而已，像这样的人没听说能保持名节的，离他远的人还怕受其不好的影响，同他一块共事又怎能避免！”卢世荣终于身败名裂，众人都佩服王恂的卓识远见。
至元二十六年(1289)，授任少中大夫、福建闽海道提刑按察使。在任期间，罢黜贪官污吏数十人，查明被下狱的冤屈者并释放归家，禁止戍边士兵不得住民房，自建营房。他常说治国之本在于得人材，建议朝廷：“福建所辖郡县五十余，连山濒海，实为边境重地，但自平定该地区以来，由于官吏的贪残，致使民情不安，往往聚集为寇，一些无知之民也响应附和，以至剽掠村落，加上官兵镇压时又蹂躏百姓更加厉害，违背朝廷一视同仁之意。今虽将各处守令不能一一加以选择，但行省的官僚如平章、左丞这些尚空缺官员，应选派素有重望，才干足以安抚百姓，武略足以抵御外侮者，使之镇守边防，也许福建地方可望治理好。”
当时行省镇压钟明亮反叛无功，王恽再条陈其利害说“：福建归附之民户几百万，而黄华一变，十去四五。今强贼猖獗，又加上黄华之变，非同寻常。况该地有溪山之险，东击则西走，出没难测，招之则不降，攻之又不克。宜挑选精兵，严申号令，专委重臣统领，用计征讨，使彼势穷力竭，或可能取胜。”
至元二十八年(1291)，召恽至京师。二十九年春，叩见帝于柳林行宫，上万言书，透彻陈述当时政治弊端。授翰林学士，嘉议大夫。
成宗即位，王恽进呈《守成事鉴》一十五篇，所论都是根据经书精神。元贞元年(1295)加通议大夫、知制诰同修国史，奉旨纂修《世祖实录》。他从中集录《圣训》六卷进呈皇帝。大德元年(1297)，进升中奉大夫。二年，赐钞万贯。恽请求退休，未准。五年再上书乞退，朝廷准许，并授其子公孺为卫州推官，以便就近奉养。大德八年六月卒。赠翰林学士承旨、资善大夫，进封太原郡公，谥“文定”。王恽的著述有《相鉴》五十卷、《汲郡志》十五卷、《承华事略》、《中堂事记》、《乌台笔补》、《玉堂嘉话》等，并杂著诗文，合为一百卷。