天顺七年（1463），大同军区司令（巡抚，都御史，提督军务）出缺。经人推荐，王越接替了这一职位，从此开始了他的军事生涯。土木堡之变后明朝对北元由战略进攻转入战略防御。本来属于二线防御基地的大同，宣府，延绥一带成了抵抗北元入侵的最前线，经常遭到北元的攻击，当地经济和人民生活遭到严重的破坏。王越到任之后立刻修缮武器甲胄，训练士兵，修理堡寨，鼓励农业和商业，把大同防区重新建设了起来。
成化三年（1467年），明朝发动对北元的征讨。王越成为此次远征的参谋长（赞理军务）。据说他曾与主帅朱永帅千人出巡，骤然与敌军遭遇。朱永想要逃走。王越制止住他，叫士兵列阵自保。敌人怀疑有伏兵而迟疑不敢进攻。对峙到黄昏之后，王越令所有的骑兵下马，衔枚鱼贯而行，自己则率骁勇殿后，借着夜色掩护从容撤退到五十里外的明军城堡。
事后他对朱永说：“我方一动敌人就会追击，这就谁也活不了，只好不动声色来迷惑他们。撤退的时候下马步行，我们的行动的声音就小了，不容易惊动敌人，这才可以逃脱。”老实说，这个事里王越显得智慧过人，其实反映了当时明军战斗力的低下。两人所遇到的敌军人数估计不会超过明军的人数，不然早就冲杀过来了。可是被封为抚宁侯的朱永的第一个反应居然是逃跑。
而王越的反应也只是如何逃才能保住性命而已。明军的战斗力如此，这次战役当然无功而返，正好北元忙于内斗，向明朝请求通商（入贡），于是征讨的事也就不了了之了。大概是王越保存实力有功的关系，到了这年秋天，他又兼任宣府军区司令（巡抚，提督军务）。 有了差点丧命的经历，估计王越充分认识到了军队战斗力的低下是致命伤，所以在他直辖的两个战区内加强了士兵的训练。
到了两年之后的成化五年，王越终于有了展露头角的机会。 当时的河套一代属于明和北元的边境。河套水草丰美，但是由于明朝前期对北元的主动进攻，北元不敢南下，河套遂成为真空地带。几乎没有人烟。土木堡之变后，北元开始对河套地区进行渗透。到成化五年，北元开始大规模进入河套地区放牧。于是延绥告急，朝廷命令王越增援。
王越率领本部至榆林，遣游击将军许宁出西路龙州、镇靖诸堡，范瑾出东路神木、镇羌诸堡，而自与中官秦刚按榆林城为声援。许宁在黎家涧，范瑾在崖窑川与大败北元军。右参将神英又在镇羌破敌。北元只好撤退。 王越以为获得了胜利于是在第二年的正月收兵。不料才回到偏头关，北元又去而复来，延绥再次告急。兵部劾越王越擅自收兵。
这是杀头的罪名。幸亏皇帝赏识他，免了他的罪过，命令他带兵屯驻延绥附近待机。北元以一万余骑分离五路入塞，王越命令许宁等将其击退。是年三月，明朝决定彻底解决扰边不止的北元阿罗出部。这次的领兵大将又是抚宁侯朱永。王越为其副手。实际指挥的是王越，而不是纨绔子弟朱永。双方在开荒川决战，阿罗出大败。明军乘胜追击至牛家寨，阿罗出被流矢射伤。
王越这次立了大功被升为上将（右都御史，从字面上翻译是总检察长。）。 借这个大胜的势头，明朝决定大举进攻北元。王越深孚众望，威震边疆，第二年他被任命为西路方面军司令（总督军务，专办西事。）专门筹备西征事宜。但是可叹的是中央虽然口头上要西征，却口惠而实不至。王越手下可用之兵不过万余，又分散防守。而北元的军队却有数万。
在这种情况下，王越自保不遐，哪里还有力量西征。 成化九年（1473年）九月，深入河套的北元可汗满都鲁、太师比加思兰等部将老弱留在红盐池王廷，大举深入，直抵秦州、安定诸州县。1456年，大藤峡瑶人首领侯大苟率领瑶、僮族人民万余人起义，修仁、荔浦、力山、平乐等地的各族贫民纷起响应。攻打郡县，出没山谷。这场起义到成化元年（1465年）才被右副都御史韩雍镇压下去。
时间很快走到了成化十六年，王越已经 56 岁了。就在他以为再也没有机会建立功勋的时候，命运又一次对他展现了笑容。 是年三月，王越率二万人赴榆林防御北元。途经大同时，探听到北元的王廷在威宁海(今集宁南黄旗海)。王越立刻率军夜出孤店关，先过猫儿庄，兵分几路，直趋威宁海。时风雪大作，天地昏暗，王越纵兵掩杀，再一次杀散北元的王廷。
而这一次他几乎得到他的目标，北元的可汗达延汗。（明史上说这次袭击是攻击亦思马因太师部，对照蒙文史料不确。应为袭击达延汗。）可是命运似乎又总是把送到他手中的东西夺取。这次，达延汗逃脱了。而北元美丽善战的满都海可敦则有可能死在了这一次袭击中。 对于这次战事，明史中记载的更加简略，只说王越生擒幼男妇女171人，斩437级，获马驼牛羊六干余。
完全看不出大胜的痕迹。 第二年，汪直失宠，被贬到南京。王越被算作汪直一党，被剥夺一切荣誉和职务，被流放湖北安陆。当宣旨的钦差来到时，王越万念俱灰，几乎自杀。后来见敕命中有从轻发落的话，这才打消了念头。 此后十年，王越被软禁在家。他的罪名在明孝宗登基时被赦免了。不过一直到弘治七年（1494年），他才被重新启用。
在此期间，北元被达延汗统一，明朝再也没有机会击败北元了。三年后，北元再度进攻甘肃，朝廷无人能够抵挡。这时王越以 73 岁高龄再次被任命为西北战区司令（三边总制）。王越以老病之身再度出征，于第二年攻破贺兰山后的北元基地。北元不得不再次向北收缩。 于是历史又一次重演。王越在朝中的支持者太监李广（不是汉朝的那位）倒台。
