王广渊，字才叔，大名府成安人。庆历年间，将其曾祖王明之集子呈给皇上，皇上诏令欲选王明之后人入朝做官，王广渊推荐了他的弟弟王广廉，而他自己则通过科举考试中进士而任大理法直官、编排中书文字。任职期间，他裁定了宋朝历代皇帝之御书上千卷，仁宗非常欣赏，任他为舒州知州，而仍留京城，不必到任。
英宗即位前居于藩邸，王广渊与之交好，受宠信，他还将自己所作的文章献给英宗看。英宗即皇帝位后，任王广渊为直集贤院。谏官司马光说“：汉代的卫绾不让太子饮酒，所以景帝对待他很优厚。周代之张美私下将国家的钱给周世宗，所以世宗不喜欢他，反而待他很薄。王广渊之不忠诚，没有人比得上他，当时仁宗在位，他却暗地里投靠陛下，这哪里是忠臣之所当为？今天应当追究他的罪行，然而皇上不仅不惩罚他，反而还奖赏他，这样的话，以后还怎么叫大家谨守臣节呢？”英宗不听司马光之言，而任王广渊为群牧、三司户部判官，并且对他说：“我从《洪范》中弄懂了高明沉潜的真意，内心坚强以自立，外表柔和以待人，作为一国之君所应有的表现，都没有超出这个范围。你替我把它写在钦明殿的屏上，以便常常看一看，不单单只看开元时期的《无逸图》。”加官直龙图阁。英宗生病，内外朝臣都非常忧虑，寝食难安。英宗于是亲自写了一道诏书，晓谕大家说：“我的病没有什么大问题，很快就会好的。”王广渊照此告诉了大家。
宋神宗即位，有人上书弹劾王广渊曾泄漏宫中的密言，被降职知齐州，后又改为京东转运使，可以在内省传达章奏。曾公亮、王安石都认为不能这样做，于是停止他在内省传达章奏。春耕时期农民苦于无力从事农耕，只有向富室大户借钱，那些富室大户也乘机大肆发放高利贷，从中得利。王广渊看到这种情况，遂上书请求将本道的钱帛五十万贷给那些贫苦的农民，这样一年就可以获得利息二十五万，皇上采纳了他的意见。王广渊的这种做法刚好与王安石之青苗法相符合，王安石这才开始认为他还有用，即将他召回京师。御史中丞吕公著指责他过去的错误，故让他回去仍做京东转运使。程颢、李常又指责他大肆聚敛，旨在迎合朝廷的意思，而使百姓受困。刚好这时河北转运使刘庠请求不散青苗钱的奏书到了，于是王安石说：“广渊大力推行新法遭到弹劾，刘庠故意破坏新法却不加以问罪，如果这样处事，又怎么能使别人安心呢？”最后皇上没有听从程颢、李常的话。转任河东使，升任宝文阁待制、知庆州。
宣抚使率兵攻入夏人境内，并要庆州派兵与之会合。刚把武器甲胄发给士兵，卒长吴逵即率众作乱，王广渊急忙调动五营兵围剿。吴逵带领二千人夺关而逃，广渊派遣部下将领姚兕、林广追击，降服了叛军。柔远三都的戍守兵士也想起兵响应叛贼，终没成功。广渊表面上对他们加以安抚，使他们回归戍守之地，暗地里却派兵抄近道于途中拦截邀击，将他们全部杀了。尽管他平息了叛乱，因事情是从他所领的部众中发生的，故削减了他两级俸禄。熙宁二年(1069)，进升龙图阁直学士、知渭州。
广渊小有才气而善于趋炎附势，他所选择提拔的人都和他是同类。皇上对执政说“：广渊征召的将领辅臣，不是游手好闲的贵族子弟，就是一些奸狡胥吏，甚至于濮宫书吏他也要选用这一类人充任，这是由于此类人都与朝中大臣关系密切。有那么多好的官吏，他弃而不用，却用这类人，岂不是耽误朝廷大事吗？对此我已下诏书责备他，你们也应当警告他。”这年他死去，时年六十岁，赠他为右谏议大夫。元丰初年，皇上下诏，鉴于他曾被先帝宠幸的缘故，将他的弟弟王临从皇城使提升为兵部郎中、直昭文馆，赐他的儿子王得君进士出身。