1911年辛亥革命后，清政府解体，王国维携全家随罗振玉东渡日本，侨居四年余。在罗振玉的帮助下，有机会静下心来做学问，研究方向转向经史、小学。他与罗振玉一家相邻居，平时互相切磋，往返论学，协助罗氏整理大云书库藏书，得以尽窥其所藏彝器及其他石器物拓本，并与日本学者广泛交流，学力乃骎骎日进。他在《国朝金文著录表序》中说：“东渡后，时从参事（指罗氏）问古文字之学，因得尽阅所藏拓本”。他治甲骨文字，始于此时。由于专力于研究新发现的史料，并能以古文字学为基础，研究古史，从古器物到古代书册、服装、建筑，所涉甚广，著述甚丰。此外，在戏曲研究方面亦有重大的突破，所著《宋元戏曲考》，被誉之为“戏曲史研究上一部带有总结性的巨著”。在日本期间，王国维有感于时局动荡和清王朝灭亡，结合人生体验，有诗作问世，编定诗集《壬癸集》。这一时期，他的生活颇安定，学术上也更有成就，他自述此间“生活最为简单，而学问则变化滋甚。成书之多，为一生冠。”只因生计问题，有同乡邹安邀其返沪，为英国人哈同编《学术丛编》杂志，他不愿再以全家生活有累罗振玉，遂于1916年回国。在哈同“广仓学窘”《学术丛编》任编辑主任，兼仓圣明智大学教授。主要从事申骨文字及商周历史研究，作出了超越前人的成就，曾参与编摹《浙江通志》，为江南著名藏书家蒋汝藻编《乌程蒋氏密韵楼藏书志》等。并将辛亥以来重要的研究成果，编成《观堂集林》，其中《艺林）八卷、《史林》十卷、《杂林》二卷，对后世具有很大的影响。
    1923年春，当时溥仪小朝廷要选海内硕学之士，王国维经升允推荐，到北京充任逊帝溥仪的南书房行走。按清代惯例，在南书房工作，大都应是进土、翰林以上学问渊博的著名人物，王国维虽只是布衣出身，以他的学识，与杨钟羲、景方、温肃三人同时入南书房工作，有幸得窥大内所藏，曾检理景阳宫藏书。次年冬，冯玉祥发动“北京政变”，驱逐溥仪出宫。王国维引为奇耻大辱，愤而与罗振玉等前清遗老相约投金水河殉清，因阻于家人而未果。“南书房行走”的工作也由此结束。
    1925年，胡适、顾颉刚等人因崇仰王国维的学问，推荐他担任新成立的清华大学国学研究院院长。王国维推而不就院长职，仅任教职，讲授《古史新证》及《说文》、《尚书》等课程，从事《水经注》校勘及蒙古史、元史研究，与梁启超、陈寅恪、赵元任、李济被称为“五星聚奎”的清华五大导师。他以其精深的学识、笃实的学风、科学的治学方法和朴素的生活影响了清华学人，培养和造就了一批文字学、历史学、考古学方面的专家学者，桃李门生、私淑弟子遍充几代中国史学界。同时他自身的学术也更加精进，学术成果丰硕，达到了炉火纯青的地步，其论殷周、释甲骨、释钟鼎，处处卓绝，语语精到，皆出自己心得、发明和独创，对古代历史古代地理等研究做出重大贡献，博得海内外学人的推崇和尊敬。
    1927年6月2日，国民革命军北上时，王国维留下“经此世变，义地再辱”的遗书，自沉于颐和园鱼藻轩昆明湖，在其五十岁人生学术鼎盛之际，为国学史留下了最具悲剧色彩的“谜案”。8月14日葬于清华园东一里西柳村七间房之原。清华大学有王国维纪念碑，至今仍存。1960年1月清华大学因基建迁其棺于北京福田公墓，一九八五年八月树碑，由著名金文专家、受业弟子、华东师范大学教授戴家祥撰碑记，著名书法家沙孟海书碑文。
    三、学术贡献
    王国维学识博大精深，著述宏富，通日、英、法诸国文字，先后在哲学、文学、戏曲史、甲骨古文、古器物、殷周史、汉晋木简、汉魏碑刻、汉唐史、敦煌文献及西北地理、蒙古史、元史、图书管理学、版本目录学等多学科研究中作出了重大贡献。他治一门，通一门，造诣至深，且能以自己的真知灼见，做出超越前人和时代的成绩，王国维学术思想和成就“在国内外学术界有巨大影响，享有国际盛誉。”“确是我国近代史上一位以通人之资，成专家之业的思想家、大学者”，虽然，他“离开我们已半个多世纪了，他在学术研究方面的各种创作、考释、校注、跋论、专文等，其中许多论断，经过长期的实践检验，证明是符合历史实际的‘不易之论’，为中外学术界所敬仰。”（《王国维学术研究论集）第一集、第三集前言）。
    王国维运用甲骨文治商周史，这在学术界是前无古人的创举，他在甲骨学研究方面的成就是多方面的，他注意用新材料、新方法解决新问题，综合比勘。将甲骨资料与其他史料相互参证，在历史地理、古代祀典、制度、古文字辨析、甲骨断代、甲骨缀合研究诸方面均有创获，对学术界有巨大的影响。他在对殷王世系的考订中取得了卓著成果，所作《殷墟卜辞中所见先公先王考》和《续考》是研究商代历史最有贡献的著作，这不仅是王国维学术研究中的一个最大成就，亦为近代学术史上一大盛事。他根据卜辞中的地名与古文献相印证，撰成《殷墟卜辞中所见地名考》，运用文献和金文资料写成《三代地理小记》、《鬼方昆夷猃狁考》、《说自契至于成汤八迁》、《说商》、《说毫》、《说耿》、《说殷》等论文，进行了包括都邑在内的古代方国地理研究，在历史地理研究方面作出了贡献。他还对殷代的祀典进行了详细的探讨，著有《殷礼征文》，提出的一些重要论点至今仍确切不可易，他对殷代礼制的研究成果，对启发后人研究殷代文化制度有很大的帮助。所作《殷代制度论》，则运用甲骨文与古文献资料互相印证，探讨了中国古代社会历史和政治文化制度的演变。其研究方法为他首创之“二重证据法”，已成为后人疏通证明古代历史的科学方法，至今仍不失其重要意义。
    王国维在史学研究方面，不仅是我国应用甲骨文、金文研究和解释中国古代历史的创始者，而且，他还以“熟于两汉史事”著称，他与罗振玉合编《流沙坠简》，从事两汉、晋屯戍诸简的考释工作，他在秦汉史研究中着重于考订史事及对汉郡的考释和西陲古地理的考证，主要著述有《秦郡考》、《汉郡考》、《汉会稽东部都尉治所考》、《后汉会稽东部侯官考》、《流沙坠简序》、《汉魏博士考》等。他在唐史研究方面，第一个据唐写本考证唐史，在职官制度、均田制及其他史事考订方面，取得了新的突破。著名的韦庄《秦妇吟），是我国诗歌史上最长的一首韵文叙事诗，因讳曾长期不传于世，经王国维据《北梦琐言》及用残本互勘，才得以复传。他还证补唐史，填补了两《唐书》的空白。
    王国维在匈奴史研究方面，根据古器物和古文字的考释，研究各族名称的历史演变及它们之间的关系，他是近代国内史学界第一个研究匈奴族源的学者，也是第一个就匈奴的族属问题提出自己的看法，指出殷代的鬼方是匈奴的族祖，他从古器物、古文字考出其族源来自鬼方、昆夷、猃狁，其考订论证详细、精审，为匈奴史研究作出了重大贡献，其代表作《鬼方昆夷猃狁考》及《西胡考》、《西胡继考》，广征博引古文献及钟鼎彝器铭文，研究古代北方游牧部族史，对研究匈奴族源、职官、文化制度及其与汉族的关系，都具有重要的学术价值。在学术界至今仍有深远影响，成为后人借鉴的宝贵文献。