作為徽派樸學的嫡系真傳大師，王念孫運用就古聲以求古義、從假借字以求本字和以意參逆而不墨守的方法和態度，從事訓詁，取得了令人矚目的成績。由於中國古代文字學重形不重音，王念孫針對這壹局限，用了十年的時間，采取為《廣雅》作註的形式，援引經傳，旁采眾說，詳加考證，就古聲以求古義，改正原書錯字、漏字、衍字等訛誤甚多，遂寫成《廣雅疏證》，該書頗具創見，對中國古代訓詁學的發展，作出了很大的貢獻。其自言：“訓詁之旨，本於聲音，字之聲同聲近者，經傳往往假借，學者以聲求義，破其假借之字而讀以本字，則渙然冰釋。”其子王引之“大人之治經也，諸說並列，則求其是，字有假借，則改其讀。蓋熟於漢學之門戶而不囿於漢學之藩籬者也。”
王念孫除精通訓詁外，對於校勘，最擅專門，對文字謬訛、句讀錯亂、音訓異同壹壹加以考辨，用力甚勤，且多創見。對《淮南子. 內篇》訂正字句錯誤九百余條，用歸納法從這些誤例中得出古書“致誤之由”，凡得六十二例。這六十二例，總結出古書誤例的規律性，是王念孫校勘古書字句錯誤的經驗總結，被後人用作校勘其他古書的通例，具有廣泛意義和深遠影響。其子引之“述所聞於父”而撰成的《經義述聞》壹書，也有不少校勘內容，書末卷三十壹、三十二所載“通說”五十三條，更為精粹所在。又有《經傳釋詞》壹書，專為解釋經傳中的語詞而作，自九經、三傳以及周秦兩漢之書，凡有虛詞的文句，都壹壹搜討，詮釋虛詞凡壹百六十個。做到“揆之本文而協，驗之他卷而通”，為後來研究虛詞開辟了壹條門徑，影響極大。在校勘方面，他還提出三個勇改和三個不改的主張，非常精當，為古籍校勘提供了良好的範例。 於經史之外，王念孫還精熟水利，曾在工部為官期間著《導河議》上下篇及奉聖旨纂《河源紀略》，“議者或誤指河源所出，念孫力辨其訛，議乃定，《紀略》中《辨訛》壹門，念孫所撰也。”（《清史稿》）罷官之後，每日以著述自娛，著有《讀書雜誌》，對於古義晦澀、騰抄誤寫及後人點校妄自更改之處，皆壹壹更正。其中壹字之考證，博及萬卷之書，其精於校讎由此可見壹斑。《清史稿》稱頌高郵王氏壹門：“清經術獨絕千古，高郵王氏壹家之學，三世相承，與長洲惠氏相埒雲。”