1907起任教育部圖書館局編輯，從事中國戲曲史和歌詞研究，著有《曲律》、《宋元戲曲考證》、《任劍花刺》等。他重視小說和戲曲在文學中的地位，營造了研究戲曲史的氛圍，在當時的文藝界影響很大。辛亥革命後，他把自己當成了清朝的老人。到晚年，王國維還沒有剪掉作為時代象征的辮子。
從1913轉向經學和史學研究，專攻古文字學、古器物學和古代史地理學。他致力於古器物、甲骨文、齊魯泥印、漢魏碑刻、漢晉簡牘、敦煌唐經、西北地理、殷、周、秦漢、蒙古史的考證，做了大量的研究。他治史嚴謹，考據細膩，忠實盡責，不帶偏見，主張利用地下史料查閱歷史文獻，比前代能做出更多的貢獻，在史學界有影響。
1923年春，當時溥儀的小朝廷要在國內選壹個學識淵博的秀才，王國維被雲升推薦進京擔任荀皇帝溥儀(五品)的南書房。
次年冬天，馮玉祥“逼宮”事件發生，王國維結束了“走南書房”的工作。胡適、顧頡剛等人邀請他擔任新成立的清華大學國學研究院院長，王國維拒絕了，只當了教授。清華學人以其淵博的學識、紮實的學風、科學的研究方法、樸實的生活，影響了壹批又壹批的文字學、歷史學、考古學方面的專家學者。當時，梁啟超、陳寅恪、趙元任被稱為清華四大導師的“教授”。
從65438年到0927年，他在頤和園投水自盡，給中國的知識分子留下了深深的顫栗和遺憾，也給後人留下了壹個謎。
當時有清朝元老把王國維比作忠心耿耿，投水汨羅自盡的屈原。清史稿還為他立了忠義傳。壹向對人褒貶不壹的魯迅先生，認為“可以算是研究國學的人物”(熱風，音譯不詳)。郭沫若稱他為新史學的先驅。