Năm 901, Chu Toàn Trung phát động một cuộc tiến công năm hướng vào Hà Đông, mục đích là chiếm thành Thái Nguyên. Do là đồng minh của Chu Toàn Trung, Vương Xử Trực chỉ huy quân Nghĩa Vũ là một trong năm hướng tiến công. Chu Toàn Trung cùng các đồng minh bao vây Thái Nguyên, song cuối cùng phải triệt thoái do mưa lớn và bệnh tật.[4] Năm 904, Đường Chiêu Tông ban chức Thái bảo cho Vương Xử Trực, phong cho ông tước hiệu Thái Nguyên vương.[1]