王琳乘坐舴艋小船突围而出，抵达湓城，想收拢散失流离的军士，但再也没有人愿意归附他，他只好率妻妾及左右亲信十多人出逃。
梁帝萧庄一看王琳败了，当下赶紧带着侍中袁泌、御史中丞刘仲威等人，逃往北齐边境，与王琳会合，然后，一同逃往北齐。
皇建二年，公元561年正月，北齐孝昭帝高演派王琳到合肥，纠集旧部，再图进取。王琳于是修理战船，分派人去招募淮南民众，这些人都愿意和他同心协力，攻打南陈。
陈朝的合州刺史裴景晖，是王琳兄长王珉的女婿，他请求让他家里的奴仆为王琳充当北齐军的向导，高演委派王琳和行台左丞卢潜率兵前去接应。
王琳迟疑不决，裴景徽担心自己求作内应的事泄漏，便投奔北齐。
齐孝昭帝赐王琳印封文书让他镇守寿阳，准许他部下将帅还都跟从他，任王琳为骠骑大将军、开府仪同三司、扬州刺史，封会稽郡公，镇守寿阳。又增发给王琳军饷，赐一班铙吹乐器。
王琳率军严阵以待，准备随机而动。
这时，陈朝与北齐结好，北齐便让王琳以后再作打算。
王琳在寿阳，与行台尚书卢潜不和，二人屡次产生矛盾，他因而被召还邺城。
北齐武成帝高湛置而不问，任命王琳为沧州刺史，后又任特进、侍中。
王琳住宅的屋脊无故破裂剥落，冒出几升红色的蛆，落地后变成血，并在蠕动。又有龙从他门外的池中跃出，生出云雾，白昼昏暗。
这些都是不详的征兆。
武平四年（573年）三月，陈宣帝陈顼命大将吴明彻北伐，北齐后主高纬派领军将军尉破胡等出兵救援秦州，并令王琳等参与谋划。
尉破胡等出兵后，司徒赵彦深曾私下向秘书监源彪讨教抵御陈朝的计策。
源文宗认为尉破胡的人品“王（赵彦深）之所知，败绩之事，匪朝伊夕。”并认为朝廷应该“专委王琳，招募淮南三四万人，风俗相通，能得死力；兼令旧将将兵屯于淮北。”
他同时认为王琳对陈顼，一定是不肯俯伏称臣。如果不对王琳推心置腹，还派他人予以牵制，反会酿成祸患。
王琳受命后，对自己的亲信说：“如今太岁在东南，岁星居于牛斗的位置，太白已经升高，这些天象都对客军有利，我们将有丧败。”又对尉破胡说：“吴兵势头很猛，要用长远之计来胜它，要谨慎不要轻易出战。”
尉破胡不听，导致大败，全军覆灭。
王琳单骑突围，逃回到彭城。
北齐令王琳就近在寿阳征兵 ，并又晋封他为巴陵郡王。
吴明彻趁胜包围寿阳，引淝水灌城。而齐将皮景和等在淮西袖手旁观，不予救援。
吴明彻昼夜攻击，城内爆发瘟疫，死伤无数，弹尽粮绝。
这一场战斗，从七月持续到十月，寿阳城最终失陷，王琳也被抓获，百姓都哭泣着跟随他不去，吴明彻部下士兵也为他请命，吴明彻怕生变乱，便将王琳在寿阳城东北二十里处杀害，时年四十八岁。
王琳的一生，可以说是够努力的一生。他为了梁朝，坚持攻打南陈，只是，他的运气不好，每次攻打，哪怕就要攻打到建康去，还是失败了。所以，一个人，没有运气的话，再努力，还是难以成事。