清宣統三年（1911）年秋，辛亥革命一聲槍響，帝國的曆史就此終結，有人心花怒放，有人憂心忡忡，也有人麻木不仁。京城裏，酷愛收藏的四品大員羅振玉擔心革命黨抄家，失去他多年收藏的古籍善本、古董字畫，當然也包括數千甲骨，於是謀劃著倉皇出逃，東渡日本。王國維倒是無需政治避難，他本想打道回府回海寧老家，畢竟他專心治學，心無旁騖。奈何回家的船票瘋長了數倍，且多年以來，與知己羅振玉共謀進退早已成為了一種習慣，於是，二人一同遠赴日本京都，開始了四暑五冬的異國之旅。自東渡日本後，王國維受到羅振玉的影響，其學術研究方向開始由文學轉向經史、小學。王國維一麵協助羅振玉整理羅氏大雲書庫藏書及所藏彝器、金石、甲骨，一麵以羅氏收藏之封泥為研究對象，發表了《封泥考略》《齊魯封泥集存》兩篇重要文章。同時，他還完成了自己的重要著作《宋元戲曲史》、詩集《壬癸集》，以及與羅振玉合著《流沙墜簡》一書。而旅日期間，羅振玉的研究方向主要在甲骨上。
羅振玉於清光緒二十八年（1902）在上海親家劉鶚處初見甲骨文，當時便驚歎：“漢以來，小學家若張、杜、揚、許諸儒所不得見也。今山川效靈，三千年而一泄其密，且適我之生，所以謀流傳而悠遠之，我之責也。”此後，自清光緒三十二年（1906）其赴京任學部參事時起，便開始收藏甲骨。但當時的古董商視甲骨出土地為商業秘密，或嚴守，或假說出土於河南衛輝、湯陰。據傳，兩年後羅振玉宴請古董商人，將其灌醉後方才套出甲骨出土地在河南省安陽市小屯村的秘密。於是，他立刻著人前往收購。羅振玉在辛亥革命之前收購的大量甲骨，正好成了他旅日期間研究甲骨文的重要資料。在日本京都，他先後出版了《殷虛書契》《殷虛書契菁華》《殷虛書契前編》《殷虛書契後編》和《殷虛書契考釋》等重要甲骨學著作，並研究考釋出甲骨文文字485個，釋讀卜辭1303條。民國四年（1915），羅振玉還趁短期回國，親赴小屯村，正式考證安陽小屯村即殷墟所在，並確定甲骨係殷商王室遺物。與羅振玉的研究方向迥異，王國維則開創了以甲骨文為途徑考證夏商周三代曆史的先河。他通過甲骨資料與其它文獻史料的比對參證，完成了《殷墟卜辭中所見地名考》《三代地理小記》《鬼方昆夷獫狁考》《說自契至於成湯八遷》《說商》《說亳》《說耿》《說殷》《殷禮征文》和《殷代製度論》等重要論文，以及著作《殷卜辭中所見先公先王考》和《殷卜辭中所見先公先王續考》，繼而考訂了殷王世係，填補了殷商曆史的諸多空白。