王方南，又名王芳兰、王芷甫，1906年10月27日出生于湖南省城步县延清乡（今城步苗族自治县西岩镇五桂村）一个地主家庭。幼读私塾，14岁入武冈县联合小学。1923年从城步步行至长沙，考入明德中学。1927年，王方南考入国立劳动大学社会科学院社会学系。1930年，王方南加入国民党。1931年毕业后，王方南任南京《新京日报》体育编辑。因收入微薄，王弃职另谋出路，与同学数人在南京创办了“九一八”中学，又因经费困难被迫停办。1933年，王方南在浙江嵊县中学教书，半年后被校方无端解聘。 1933年夏，王方南通过朋友关系，去南昌考入国民党军事委员会南昌行营暑期训练班。该班设在庐山，为培训反共骨干而设，主任康泽。三个月后，训练班移至鄱阳湖畔的星子县，改为中央陆军军官学校星子训练班。王加入“复兴社”，1934年结业，王被派任国民党军事委员会别动总队第四大队第十中队指导员，参加了对江西红军的“围剿”。

1935年，王方南经汉口警察分局局长周伟龙的介绍，任汉口禁烟督察处密查组编审员，该密查组为军统所控制，从此，王加入了军统特务组织。1935年秋，军统局需培训一批高级特务骨干，由周伟龙以军统汉口站名义选送王赴南京应考，被录取，送杭州浙江警官学校特别训练班受训，戴笠任该班班主任。王方南编入第四队接受全能特务训练，并履行了效忠蒋介石的盟誓。1936年夏，王方南任复光社特务处汉口站直属通讯员。

1936年12月12日，西安事变发生，军统局在南京专门成立了事变办事处，周伟龙任处长，调王方南负责该处外勤工作。西安事变和平解决后，张学良送蒋介石回南京被扣，王曾奉令执行对张学良的监视任务。1937年3月，张学良被蒋介石押送奉化关押，王方南结束了看守张学良的任务，随周伟龙派往上海工作后，任复兴社特务处上海区助理书记。

上海“八·一三”淞沪会战爆发，上海沦于日军之手，王奉命在上海坚持敌后工作，改任情报组长，以英法租界为活动据点，担任搜集日伪情报，执行锄奸任务，曾参与暗杀大汉奸唐绍仪、周风岐等人。1938年，王方南被英租界巡捕房以破坏治安的“重庆分子”罪名逮捕，受电刑逼供不为所屈。同年9月，由军统局重金赎出，离沪赴香港，就任军统香港区助理书记、情报组长、书记等职。

1942年3月，王方南奉调赴重庆，任行动队队长。旋任军事委员会调查统计局福州沿海区书记。次年任军统闽北站副站长，兼财政部福建缉私处总务科长。1944年，王方南回重庆，任军统局本部第三处策反科科长，后改任第二处政治科科长。1945年5月，调任军事委员会特别检查处第二科科长。

抗日战争胜利后，王方南升为保密局南京站副站长。1946年，蒋介石发动内战，王奉令派员执行对中共驻南京代表团和民主党派驻地进行秘密监视任务，搜集苏北解放区和新四军政治、军事情报。1947年1月，王方南被派往上海，任保密局上海站（站长王新衡）副站长。1948年初，王新衡辞职，刘方雄升任站长，王方南仍任副站长。1949年2 月，刘方雄调走，王方南接任站长，兼上海市政府调查处处长。曾派特务镇压上海进步学生运动，破坏中共地下活动，逮捕地下党工作人员和民主进步人士。

1948年6月，王方南眼看国民党崩溃之势已定，深感继续为国民党效力前途堪忧。王向好友罗宝倾吐了内心的傍徨苦闷，表示欲找中共地下党可靠关系，为自己留一条后路，罗宝于是向王方南介绍了中共上海地下党负责情报工作的吴成芳。罗宝、吴成芳、王方南三人均系明德中学校友，至此，王方南始明吴之真实身份。王决心弃暗投明，利用其在保密局的特殊地位，冒着生命危险，为中共地下党多方提供情报，掩护地下党的活动，营救地下党员和进步人士。

1948年9月，中共华中局派往上海负责文化界工作的姚溱，为叛徒黄特逮捕，中共地下党指示吴成芳找王营救，愿出重金作为报酬。王按照地下党的要求设法将姚案由保密局上海站移交上海特别法庭审理，并以姚早已脱离新四军为由，准予取保开释。随后地下党通过关系将姚保释。王未取分文报酬。同年11月，吴成方被保密局发现其身份，并下令逮捕，王立即报告地下党，使吴及其家属及时转移，幸免于难。此外，经王方南及时通报情报，合地下党同志免遭毒手的，尚有潘念之等人。1949年春，湖南民革地下组织负责人由沪返湘开展工作，随身携有电台和文件，为保证其安全通过检查，王派自己贴有特别通行证的专车，送他们直接上飞机，安全回到长沙。王方南还为掩护民革上海地下组织负责人郭春涛等的活动，做过一些有益的工作。 国民党从上海撤退前，毛人凤拿着一张名单对王方南说：“上海还有些实业界、金融界、社会名流和国大代表、立法委员现在没有去台湾，要注意他们是不是准备赴台，不要让他们留在上海将来为共产党所利用。你看一看，这个名单上的人都走了没有？”并让上海警察局局长毛森立刻动手把名单上的人逮捕起来。当解放军的炮声响起在上海市近郊时，5月24日，军统上海站站长王方南根据毛人凤的指示，把文书、人事和会计档案，分装在木箱和皮箱内，乘由毛人凤特别拨出的两艘机帆船运往台湾；并命令本站文书股长和人事股长将上海市政府调查处所存的情报档案，全部运往武定路923号上海市政府调查处职员宿舍内的草坪上烧毁。 上海解放后，为了工作的需要，上海市公安部门负责人决定保留王方南的秘密身份，不安排其公职，王以经营日杂商店为掩护，与市公安局负责人保持单线联系。1955年4月，受上海“潘杨案件”的株连，王被视为杨帆（市公安局长）所庇护的反革命分子，与杨帆同时被捕入狱，判处无期徒刑，在上海监狱服刑达20年之久。直到1975年12月才得以特赦出狱。随后，王方南回湖南，安排在长沙市政协工作。

中共十一届三中全会后，中共湖南省委统战部落实党的统战政策，王方南的错案得到澄清。1981年，王方南参加中国国民党革命委员会。1982年被增补为第四届湖南省政协委员。1983年4月，上海市高级人民法院撤销对他的判决，恢复其政治名誉，按起义人员对待。同年8月，王方南任湖南省人民政府参事室参事，并当选第五届、六届湖南省政协常务委员。