王国维治学严谨，规模宏大，把近代西方资产阶级的科学方法，同乾嘉诸儒的传统考据方法，成功的结合起来，创立了著名的“二重证据法”，他强调要把新出土的文献资料与古代典籍相互印证，因而在古史研究上，取得了同时代学者无法企及的成就。
一在甲骨文的搜集和研究方面：王国维在罗振玉成就的基础上突破了甲骨文字考释的范围，以甲骨卜辞为原始的文献史料，来探讨殷商的历史、地理和礼制，所著《殷卜辞中所见先公先王考》《续考》《殷周制度论》都运用了二重证据法，他是从称谓判断卜辞年代和进行甲骨文缀和的先导者。
二在汉晋木简的考释方面，他与罗振玉合作，将沙氏书中材料重新分别考释，成《流沙坠简》一书，这是我国学者研究汉晋木简的开山之作。
三在敦煌文书的整理和研究方面，他十分重视敦煌文书在学术上的价值，依据唐写本考订唐初职官、瀚海军设立的时间及唐前期实行的均田制，都取得了突出的成绩，又根据唐写本，使韦庄的《秦妇吟》复传于世。
