1931年11月，国民党召开第四次全国代表大会，蒋介石直接提名王家烈为第二十五军代表出席会议。与会期间，蒋特别召见王家烈，褒奖有加，并赏其大批重炮枪械，坚定了五家烈取毛光翔而代之的决心，王并向当局许诺吸收各方人士入掌黔政。正值毛光翔因惧王夺权，数次计欲先夺其兵权之机，王家烈却藉以口实于1932年2月重兵压筑，逼毛就范。蒋介石国民政府配合行动，立即任命王家烈为二十五军军长 于其赴筑途中。毛光翔迫于形势，放弃省政，以“自愿休息”名义让出省主席职位。2月26日，毛光翔公布由王家烈代理省主席。国民政府于3月30日正式任命王为贵州省政府主席兼民政厅厅长、贵州省党部常务委员。王家烈执掌黔政后，为攻固地位，一方面采取亲蒋路线，另方面为消除肘腋之患而进一步压制毛光翔。两者均加深了王在桐梓系集团内部的孤立并使矛盾激化。毛光翔遂离筑潜赴遵义，与蒋在珍、犹国材，车鸣翼等一起，斥王“背叛长官，破坏团体，危害人民“，以“反新二十五军系统”为号召结成反王联合。1932年11月，由蒋在珍、毛光翔首先发难于遵义，开始了二十五军内部的大混战。随即发展为王家烈与犹国材之间持续数年的大混战，最终导致桐梓系集团彻底崩溃，国民党中央势力入主贵州。
1932年11月5日，犹国材自安顺出兵攻贵阳，24日王家烈败走榕江，犹部进入贵阳。1933年1月1日，犹国材受蒋介石委任，宣布就任第二十五军军长兼暂时代理贵州省政府主席。1月19日，王家烈反攻入贵阳，毛、犹仓惶出走。21日，王家烈宣布复任。4月8日，国民政府令王家烈复任，犹国材免职。
王家烈虽复掌政权，但已下受桐梓系集团反对，上又失宠于中央，外忧内患，财源枯竭，争战不绝，实力锐减。兼之“冶游无度，不大亲理政事”，大权旁落，犹、蒋、侯、车、毛等各自为政，时有骚扰。经济、吏治均一蹶不振，统治基础岌岌可危。虽也曾提出“整顿庶政”四点计划，似乎面面俱到，切中要害，但实际已无力实现，无法实施，终成一纸空文。王家烈总是一身戎装，系宽皮带，挂手枪。吃饭爱吃碗中米饭冒尖的“冒儿头”，爱吃麻辣豆腐。
王家烈能够成为贵州之主，得力于他的内助万氏夫人。万氏名淑芬，贵州铜仁人，名门之女。相传万宅门口，刻一副对联：“一门贰令尹，三代五公侯。”万淑芬自幼饱读诗书，虽是女流，却爱读兵书。王家烈驻铜仁时，不过是连长，托人向万家求婚。一九二六年，他终于与二十三岁的万淑芬结为伉俪。从此，万淑芬成为他的“军师”，屡屡给他设计妙策。万淑芬不仅写得一手好字，还写得一手好文章。许多以王家烈名义发表的文告、文章，皆出于万氏之手。
