抗日战争爆发后,任八路军津浦支队指挥。1939年5月,随徐向前、朱瑞率领的八路军第一纵队到达山东,历任八路军山东纵队副指挥兼第1旅旅长,山东军区副司令员兼参谋长,鲁中军区司令员。参与创建山东抗日根据地,领导军民多次挫败日伪军“扫荡”,拔除日伪军重要据点,反击国民党顽固派军队的进犯,巩固发展了以沂蒙山区为中心的鲁中抗日根据地。解放战争时期任华东野战军第8纵队司令员兼政治委员、东线兵团副司令员,人民解放军第7兵团司令员兼浙江军区司令员。1950年11月,任中国人民志愿军第9兵团司令员兼政治委员,1952年9月参加抗美援朝,任中国人民志愿军第9兵团司令员兼政治委员。1954年春回国。1955年获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。1956年被授予上将军衔。1956年12月起任沈阳军区、济南军区、福州军区副司令员。1975年8月任中共中央军事委员会顾问。是第二、三届国防委员会委员,第二、三、四届全国人民代表大会代表,第五届全国人民代表大会常务委员会委员。曾任中共中央纪律检查委员会常务委员。
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1954年,王建安从朝鲜战场回国,后历任沈阳军区副司令员、济南军区副司令员、福州军区副司令员。1975年,王建安任中央军委顾问,尔后历任第五届全国人大常务委员会委员、中央纪律检察委员会常务委员。王建安在建国后一直担任副职,他的一些上级都是昔日的部下。叶剑英元帅曾对他说:“建国以来,你不计较职务高低,任劳任怨,很不容易啊!”
王建安和许世友将军是一对生死与共的老战友,又是战争年代长期在一起共事的老搭档,在长期的革命斗争中结下了深厚的战友情。王建安去世后不久,儿子王海波有一次去看望许世友将军。在其住所,许世友将军拿出一瓶茅台酒款待王海波,席间,他对王海波说:“我跟你爸个性都很强,战争年代我们经常争执,甚至拍桌子、对骂,但过后从不拆台。我们把部队带得生龙活虎,总是打胜仗。现在很多人听不得批评意见,当面不说,背后搞动作,很不好。你爸爸改不了,还是那个脾气,很多人不适应。”许世友将军说完这番话后,痛饮了三杯酒,望着窗外许久没有言语。王建安就是这样一位刚直不阿的将军,他身上体现了典型的红安人性格。
1947年2月,山东野战军和华中野战军正式合编,共11个纵队。鲁中军区部队合编为8纵,4师改称22师,9师改称23师,鲁中军区警备旅编为24师,全纵队3.3万人,8纵司令员为王建安,向明为政委。胶东部队整编为9纵,许世友为9纵司令员。王建安、许世友号称“山东双雄”。“山东双雄”是毛泽东的两大虎将,却有着“历史恩怨”,毛泽东巧妙地导演一场“将相和”,让他们联手在齐鲁大地上谱写了一曲同仇敌忾的英雄壮剧。