蒙古史和元史的研究是陈、王共同致力的第二个方面。陈寅恪致力于蒙古史的研究，主要是对《蒙古源流》一书进行史源的分析，对《蒙古源流》作者的世系、年代以及所见的地名、人物都作了精细的考证，指出该书的基本观念和编制体裁都来自元朝帝师八思巴为忽必烈长子真金所造的《彰所知论》。他据此论证关于民族起源的蒙古旧史，起初是蒙古民族固有的，后来增加了采自突厥、高车民族起源神话的一些内容。到《彰所知论》和《蒙古源流》，又加上印度、西藏的一些东西，糅合几个民族的神话，使蒙古史成为由西藏而上续印度的通史。这一分析颇有见地，至今对探究蒙古初期历史仍有启发（11）。
    王国维在其一生最后的两年多时间里曾致力于蒙古史和元史的研究，主要是着重于史料方面的考证，尤其是着重对蒙古族在历史上存在及其发展情况进行考察。他的突出贡献，在于对有关资料进行精审校勘和注释，并作了精辟的考证。他还编辑了蒙元重要史料书，如：徐松、文廷式从《永乐大典》中辑录出的《元经世大典》佚文《大元马政记》、《元高丽纪事》、《大元官制杂记》、《大元仓库记》、《大元画塑记》、《大元毡罽土物记》等。
    另外，王国维还致力于古籍校勘注疏，经他校勘的古籍达192种之多， 其中对《水经注》的校勘几乎耗费了他后半生的全部精力。由于他长期致力于《水经注》的校勘和研究，寻师访友，收集了各种版本和抄本，掌握了明清以来具有代表性的主要版本，如宋刊残本、大典本、明抄本、孙潜夫袁寿阶手校本，黄省增本、全谢山本，以校聚珍本和朱谋讳《水经注笺》本，正因为他掌握了《水经注》的主要版本和抄本，就较好地解决了各种版本的校勘问题，诚如赵万里所说：“《水经注》异本毕具于此矣。”（12）他长期地进行校勘和研究的结果，写出了《宋刊〈水经注〉残本跋》、《永乐大典本〈水经注〉跋》、《明抄本〈水经注〉跋》、《朱氏〈水经注笺〉跋》、《孙潜夫校〈水经注〉残本跋》、《聚珍本戴校〈水经注〉跋》等论文，不仅对《水经注》版本本身的校勘，取得了丰硕的成果，而且对《水经注》各种版本、抄本的因袭、源流、翔实程度逐一考证、评论。这在《水经注》研究的历史上，是前无古人的。
    在汉晋木简的研究方面，王国维也取得了突出成绩。1913年前后，英人斯坦因将1907年在敦煌西北古长城废墟发现的汉简千枚和他以前在尼雅及古楼兰遗址所得的魏晋木简，连同若干古纸文件帛书等物，交由巴黎法兰西学院沙畹教授代为研究，沙氏将其所撰的斯坦因所得汉晋木简文字考释一书已付印的初校本寄给罗振玉。罗、王共同研读该校样，改编撰成《流沙坠简》。王在《流沙坠简序》中除了考证简牍出土之地外，还引证史事，并以木简所载史实相佐证，考定汉太初二年（公元前103年）以前的玉门关当在酒泉郡玉门县，考证了木简出土之地不是在古楼兰，而是在前凉时的海头，又考定尼雅城即古精绝国故地。考证了汉代文书的程式，边吏候史的月俸，汉代邮递制度是寓于亭燧之中，又考证了烽燧制度，廪给行客制度等等，这篇序言长达数千字，详征博引，为近代考证西北历史地理的较早的重要文献。同时，又较早地对汉晋木简在史学上的价值有较充分的认识。他说：“此事关系汉代史事极大，并现存之汉碑数十通亦不足以比之。东人（日本人）不知，乃惜其中少古书，岂知纪史籍所不纪之事，更比古书为可贵乎。（《流沙坠简》）考释虽草草具稿，自谓于地理上裨益最多，其关乎制度名物者亦颇有创获，使竹汀先生辈操觚，恐亦不过如是。”（13）