清光绪三年十月二十九日（1877年12月3日），王国维生于浙江海宁州城。其父王乃誉，为宋安化郡王三十二世裔孙，王氏家族因抗金名将王禀及袭封前爵、赐第盐官王沆之威名，海宁之内莫不敬仰。其父早年考中秀才，曾入溧阳县署为幕僚，因父丧丁忧去职，归家后于盐官开设洋杂货店，经商之余，仍勤于治学，研于诗文书画，尤钟情于篆刻。
王国维，初名国桢，后改国维。国桢、国维皆出自《诗经-大雅-文王》篇：“思黄多士，生此王国。王国克生，维周之桢。济济多士，文王以宁。”“国维”即为“王国”之“国”与“维周”之“维”之组合，而“王国”之“王”，又恰与其姓同，此名真乃妙哉！
《大雅-文王》
羔裘如濡，洵直且侯。彼其之子，舍命不渝。
文王在上，於昭於天。周虽旧邦，其命维新。有周不显，帝命不时。文王陟降，在帝左右。
亹亹文王，令闻不已。陈锡哉周，侯文王孙子。文王孙子，本支百世，凡周之士，不显亦世。
世之不显，厥犹翼翼。思皇多士，生此王国。王国克生，维周之桢；济济多士，文王以宁。
穆穆文王，于缉熙敬止。假哉天命，有商孙子。商之孙子，其丽不亿。上帝既命，侯于周服。
侯服于周，天命靡常。殷士肤敏，祼将于京。厥作祼将，常服黼冔。王之荩臣，无念尔祖。
无念尔祖，聿修厥德。永言配命，自求多福。殷之未丧师，克配上帝。宜鉴于殷，骏命不易！
命之不易，无遏尔躬。宣昭义问，有虞殷自天。上天之载，无声无臭。仪刑文王，万邦作孚。
王国维四岁丧母，童年生活皆由叔祖母照顾，读书启蒙，则受其父濡染。王国维生于书香门第，家学渊源，海宁又素有学人辈出之乡风，加之自幼聪颖好学，博览群书，故十六岁参加海宁州岁试，即以第二十一名中秀才，时与陈守谦、叶宜春、诸嘉猷三人被誉为“海宁四才子”。十八岁赴杭州考入崇文书院，自入州学后，对于应试兴趣寥寥，而于史学、校勘、考据之学及新学颇有兴趣。
甲午战争后，西方文化渐涌入国，新兴文化与思想层出不穷，此时之王国维，追求新学之愿望强烈，因家贫不足以资其留学国外，故留学之志，虽不能酬，然心向往之，遂坚持学习洋文研读外洋政书。
二十四岁那年春， 因有罗振玉资助，藤田、田岗两位日本教师帮助，王国维于当年十二月远赴日本东京物理学校学习，然又因病于次年四月返国抵沪，五月返家养病，八月病愈赴武昌农学校任译授。
此间，王国维以攻哲学为主，亦研究康德、叔本华、尼采哲学，兼英法诸家，结合先秦诸子及宋代理学，又攻西方伦理学、心理学、美学、逻辑学、教育学。王曾自称此段时期为“兼通世界之学术”之“独学”时期。代表作有《红楼梦评论》及《静庵诗稿》、《人间词》、《人间词话》等。
辛亥革命后，清政府解体，王国维携全家随罗振玉东渡日本，侨居四年有余。回国后，北大来书邀王国维出任文科教授，为其所拒，后王国维终允任北京大学研究所国学门通讯导师，以“无事而食，深所不安”为由，未受酬金。
后逢末代皇帝溥仪登基，欲选海内硕学之士，王国维以秀才身份，由溥仪破大清“南书房行走”须翰林院甲科出身之旧制，召其直入“南书房”。
一九二四年冬，冯玉祥发动“北京政变”，驱逐溥仪出宫。王国维引为奇耻大辱，愤而与罗振玉等前清遗老相约投金水河殉清，因阻于家人而未果。
溥仪出宫后，王国维作为“南书房行走”亦即失业。时有崇仰其学问之胡适、顾颉刚等人引荐担任新立清华大学国学研究院院长，王国维推而不就院长职，仅任教职。翌年二月，清华委任吴宓筹办研究院，并拟聘王国维为导师，王国维请示溥仪后就任。此后治学转入西北地理及元史。时与梁启超、陈寅恪、赵元任、李济（一说吴宓）被称为“五星聚奎”之清华五大导师，桃李门生、私塾弟子遍充中国史学界。
一九二七年六月二日，王国维一如往常，早起盥洗完毕，即至饭厅早餐，餐后至书房小坐，小坐后，行至办公室，对毕业研究生之卷稿进行评定，随后与研究院办公处侯厚培共谈下学期招生事宜，相谈甚久，言下，欲借洋二元，侯给其五元。
王国维出办公室后，雇一人力车，前往颐和园，于园内昆明湖旁点烟一支，吸完后跃身头朝下扎入水中，自沉于昆明湖鱼藻轩旁。事后有人在其内衣口袋发现遗书，遗书中写道“五十之年，只欠一死。经此世变，义无再辱”，短短数言，留与后人无限猜测。
清废帝溥仪事后赐王国维谥号为“忠悫”，王国维被安丧于清华园东二里许西柳村七间房之原。王国维逝世一周年忌日，清华立《海宁王静安先生纪念碑》，碑文由陈寅恪撰，林志钧书丹，马衡篆额，梁思成设计。
“中国近代之世界学者，惟王国维及陈先生两人……不幸国维死矣，鲁殿灵光，长受士人之爱护者，独吾陈君也。”－法国汉学家伯希和语