在教书育人方面，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，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。
王国维的文学、美学研究方面也有造诣。他治美学、文学，与其治哲学并重，他曾说：“生百政治家不如生一文学家。”中国近代文学史上，他向国人介绍荷马、但丁、莎土比亚、拜伦、斯蒂文森、歌德、席勒、黑贝尔、托尔斯泰等外国大文学家。
王国维研究中国文学，写了着名的《人间词话），其“境界说”等美学、文学理论，则将中西美学、文学思想“化合”，影响深远，他提出的“成大学问、大事业之三境界”内蕴深邃，至今广为传诵、脍炙人口。所作《红楼梦评论》，则是《红楼梦》研究史上第一篇比较系统、比较全面地论述《红楼梦》诸问题的重要论文，在红学研究方面具有开拓性、突破性的重大意义。
王国维的诗词创作，也颇有独持风格，其《人间词话》115首，长于抒情，风格多样，且含哲理，思深感锐，显现其睿智、敏感之灵光，清邃隽永，是他将其美学、文学理论付诸实践的结晶。
王国维研究中国古典戏曲史，达到了前人未有的高度，郭沫若曾指出：“王国维的《宋元戏曲史》（《宋元戏曲考》）和鲁迅的《中国小说史略》），毫无疑问，是中国文艺史研究上的双壁。不仅是拓荒的工作，前无古人，而且是权威性的成就，一直领导着后学。”
王国维把他深厚的学术根坻及中国文学的修养，同西方先进的戏剧文学理论、科学缜密的研究方法相结合，第一次揭开了中国戏曲艺术的起源和形成问题，勾勒出宋元戏曲发展史的轮廓，为戏曲史研究积累了系统的资料，把戏曲艺术提高到历史科学的范畴，在文学史上为元杂剧和南戏争得了应有的地位。他着有八部关于中国古典戏曲史的研究专着，其研究成果，令世人瞩目。
王国维在早期受到西方哲学思想的影响，青年时期研究哲学，他认为康德、叔本华的哲学“可爱者不可信”，是“伟大之形而上学、高严之论理学、纯粹之美学”，而严复介绍的实证论则是“可信者不可爱”的哲学，王国维作为科学家，倾向于实证论，但他又系统地介绍了叔本华的哲学学说。
近代两种哲学思潮的对立也反映在王国维的哲学思想上，这种矛盾体现在他的哲学思想和学术研究中，表现为既有对思辨哲学（他称为“纯粹之哲学”）的酷嗜，又有尊重客观的知识的实证精神。他能用实证精神对“概念世界”进行反思，并从哲学高度总结治学方法。
王国维在分析批判传统哲学范畴和自觉运用实证方法方面，有其独特的贡献。蔡元培曾说：“王氏介绍叔本华与尼采的学说固然很能扼要，他对于哲学的观察也不是同时人所能及的。”王国维攻治哲学的成果，一部分已收入《静安文集》及《续编》，另有32篇发表在《教育世界》的论文上，其中哲学总论2篇，中国哲学10篇，西方哲学20篇。
王国维对金石、考古研究也有建树，对商代甲骨研究颇深，最早突破文字考释的范围，将其作为原始的史料，用以探讨商代的历史、地理和礼制，所着有《殷卜辞中所见先公先王考》《殷卜辞中所见先公先王续考》《殷墟卜辞中所见地名考》《殷周制度论》《殷礼征文》及《古史新证》等。他第一次证实《史记殷本纪》所载商王世系的可靠程度，并根据卜辞加以纠正。又提出商周之际礼制截然不同的独到看法。他还是从称谓判断卜辞年代和进行甲骨缀合的第一人。
王国维为进行金文研究，从编辑《宋代金文着录表》和《国朝金文着录表》入手，对宋代以来着录的金文资料进行全面整理；又作《两周金石文韵读》和《两汉金文韵读》，以期“考之古音以通其义之假借”。他不仅先后撰写数十篇重要器铭的跋语，而且将金文资料用于西周历史和有关问题的研究，着有《生霸死霸考》《明堂庙寝通考》《古诸侯称王说》《鬼方﹑昆夷﹑玁狁考》等。同时，他还进行古器物的研究，曾撰写《古礼器略说》，订正一些器物的名称，辨明它们的用途。
在简牍研究方面，他根据文献记载作《简牍检署考》，讨论古代的简册制度。后与罗振玉合着《流沙坠简》一书，曾撰写长序论述敦煌和西域所出汉晋木简的学术价值，考证汉长城和玉门关等历史地理问题，又作屯戍丛残部分的考释；他通过英国的斯坦因的着作，注意到法国汉学家E·沙畹(1865～1918)的原书标有每支木简的出土地点，因作序后重新考定候官、烽燧次第，并绘图列表附之书后，以供进一步研究。
王国维还进行古代度量衡的研究，曾对宋代着录的晋前尺、日本正仓院收藏的唐尺、巨鹿古城出土的宋尺，以及新莽嘉量等撰有跋语。《记现存历代尺度》一文，根据17种古尺的实物拓本或摹本，结合文献记载和前人研究成果，进行系统的比较研究，得出尺度之“由短而长”以魏晋至唐增长最快的结论。
另外，王国维作《明堂庙寝通考》和《胡服考》，考证古代的建筑制度和服饰制度，虽然主要根据文献记载，但对考古研究有重要的参考价值。又作《魏石经考》，首先讨论汉、魏石经的经数和石数，也和考古学有关。
王国维在史学研究方面主要研究匈奴史，他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。
王国维对蒙古族史和元史的研究，着重于对有关史料进行考订，依据史藉及其他有关资料进行精审的校勘和分析，并作精辟的考订，对蒙古族在历史上的存在及发展进行研究。他考证蒙古族在历史上的发展情况，并未局限于元史，他认为蒙古族的崛起，与契丹、女真兴衰有不可分割的关系，因此将蒙古史与元史、辽史、金史结合起来进行研究。
王国维研究元史，校录了唐宋以来古行记七种，每种都搜集了两种以上版本进行校注，在校注史籍的同时研究蒙古统治者与汉族经济文化的关系，研究蒙古族的早期发展及流变。他考察史料，撰写专着，撰《耶律文正公年谱》《蒙鞑备录笺证》《黑鞑事略笺证》《元秘史之主因亦儿坚考》《蒙古史札记》《鞑靼考》（附鞑靼年表）《荫古考》《黑木子室韦考》《南宋人所传蒙古史料考》《金界壕考》《西辽都城虎思斡耳朵考》等，还编辑了蒙元重要史料多种，在学术上作出了突出贡献。
王国维还长期致力于古代历史地理名着《水经注）的研究校勘，他掌握了《水经注》宋刊残本及明清以来的主要版本和抄本，不仅对《水经注》本身进行了精审的校勘，取得了巨大的成就，而且通过对版本、抄本的因袭、源流、翔实程度的研究，使他在考释古器物、古地理，研究殷周秦汉历史，尤其是在西北史地和蒙方、元史研究中对古地理问题，更得心应手，驾轻就熟。
王国维在教育、图书馆学的研究也取得了伟大成就，在教育学研究方面，还做了大量有益的工作。十九世纪末二十世纪初，他站在维护新学与西学的立场上，提出了一些资产阶级的教育观点，反映了当时中国一批先进的知识分子倡导引进西方思想，通过改革教育来振兴中华的热望。
王国维提出了关于教育宗旨、知识论、高等教育、学校管理等方面的一系列论述，尤其是在中国教育史上第一个明确提出了培养完全人格的体、智、德、美四育的教育主张，还提出了“完全之知识”的论述及师范教育、高等教育方面的论述，对中国近、现代教育制度的建立及教育思想的发展，均产生了一定的影响。他的教育学论文及关于教育学及教科书的译着，主要发表在《教育世界》）。
王国维在图书馆学、版本学，目录学方面也取得了卓越的成就。他早期在学部图书馆任职时，积极介绍了国外新兴学科辨学（即逻辑学）、心理学等，编译英百科全书条目中所收《世界图书馆小史》，此译作被收入学部档案珍藏；他在介绍图书馆史的同时，还系统介绍了图书馆学概论及上古、中古、近世期图书馆的发展演变，尤其介绍了文艺复兴时期图书馆，美国、英国的图书馆及世界其它国家和地区的图书馆、图书管理法。
在晚清时期的中国，王国维积极介绍国外图书馆的概况。其译作虽然30年代才公开发表，但译成后于内部流传，有一定影响，在三十年代，也作为图书馆学的一部重要学术译着，对当时的图书馆事业起到了推动作用。王国维作《库书楼记》、《查他山文集》、《敬业堂文集序》、《传书楼记》，记述清内阁藏书概况及北宋、明代至明末私家藏书之演变，是研究中国图书馆史宝贵的文献资料。
王国维对目录学有深入的研究，曾遍校历史上重要的目录学着作，还编撰目录学着作，亲自纂目录、编索引，撰《五代两宋监本考》、《两浙古刊本考》、《传书堂藏善本书志》等，发前人所未发，填补了版本沿革研究的一大空白，他还勇于革新创造，其所校所勘所撰，言之甚凿，论说精当，在目录遗产的整理方面做了大量工作，他校勘古籍，所批所校书目190多种，所校诸本，皆成善本，大多为北京图书馆善本特藏部所珍藏，以传后世学人。
王国维一生的主要着作有《静安文集》《王国维遗书》《王观堂先生全集》《宋元戏曲考》《曲录》《人间词话》《殷周制度论》《王国维诗词全编》《（红楼梦）评论》《流沙坠简》《罗振玉王国维往来书信》等。
王国维是中国近代最后一位重要的美学和文学思想家。他第一个试图把西方美学，文学理论融于中国传统美学和文学理论中，构成新的美学和文学理论体系。
从某种意义上说，他既集中国古典美学和文学理论之大成，又开中国现代美学和文学理论之先河。在中国美学和文学思想史上，他是从古代向现代过渡的桥梁，起到了承上启下，继往开来的作用，被誉为“中国近三百年来学术的结束人，最近八十年来学术的开创者”。
梁启超称“不独为中国所有而为全世界之所有之学人。”，郭沫若称“留给我们的是他知识的产物，那好像一座崔嵬的楼阁，在几千年的旧学城垒上，灿然放出了一段异样的光辉”。