这情形被董少坤察觉到了，在谈价格时，试着给他加了一倍，没想到他并没怎么还价，反而像是意地随口问道：“这东西怎么能保存这么长时间，在哪儿弄到的？”
董少坤也随口答道：“神龟，神龟，这都是神物，在内黄与汤阴不准啥时能碰到点。”然后，他有点儿神秘地说：“这都是颛顼帝和周文王待过的宝地。”
范维卿又走遍彰德府附近大小药行，终于弄到800多片大大小小的有刻痕龟甲和牛骨。翌年春，他又串通几个熟识的同行，从各地又收集了400余片卖给王懿荣。
不久，和范维卿常在一起淘古董的同乡人赵执信也跑遍南北各地，收集到300余片甲骨，售给了王懿荣。
对着这些宝贝，王懿荣兴奋不已，虐疾愈后，他在书房重摆桌案，把1500多块甲骨，分类逐一摆开。他决心要把这些文字逐一辨识。
就在他雄心勃勃准备潜心研究甲骨之时，一些让他不安的消息不断传来。山东、直隶一带的义和团运动越来越声势浩大，已经蔓延京津。慈禧太后对此先是严旨弹压，后看到义和团树起“扶清灭洋”的旗帜后，又想为已所用，特别是西洋人提出要她还“政光绪皇帝”后，她更是怒不可遏，懿旨扶助义和团，给团民发放饷银。意在利用义和团给洋人些脸色看看。
对于义和团运动，王懿荣清楚其发展过程。他在山东丁忧时，那里就开始出现了一些民团组织。起因是连年灾荒，民不聊生，赋税沉重，激起民变，德国强占胶州弯和洋人教堂对地方的干扰，更激起了国人义愤，众多民团形成燎原之势。后来邢台人赵三多和闫书勤等树起“扶清灭洋”的旗帜，正巧慈禧欲加利用，发展更加迅猛。
对此，王懿荣喜忧参半，对于列强侵入，他也曾投笔从戎，《马关条约的签订，他愤恨不平。现在民众起来抗击列强，他感到这正是泱泱中华力量之所在，自是欣喜。可是有些事他也深感担忧——朝廷对义和团不是真正支持，而只是利用，并不加以组织。团民激于义愤，反抗列强，往往各行其事，一盘散沙。而其中也混杂了一些流寇土匪，杀人越货，明抢暗夺。现在西方列强，又咄咄逼人，5月已有24艘军舰集结大沽口外，6月6日发动侵华战争，从大沽向北京进攻，6月14日八国联军在廊坊被义和团和群众包围。进攻受挫后，停泊海上的军舰开始炮轰大沽炮台，占领炮台后，八国联军气焰嚣张，兵锋直指京畿。王懿荣闻讯心急如焚。他又萌生了组织团练，顺势把义和团联合起来，以便形成一股抗击列强的力量。
十九日，他在书房坐立不安，看着书房里摆满桌案的龟甲，他着急破解那上边的一个个字符。他深知此事意义重大。可面对强敌入侵，山河破碎，他咬了咬牙，毅然再次挥毫上书请缨。
光绪二十六年五月二十一日(6月17日)，朝廷颁布圣谕：“着国子监祭酒王懿荣、兵部侍郎李端遇为京师团练大臣，办理京师团练事宜。”要他们“统带义和团，会五城稽查，参与京城防守事宜”
国子监部属为他耽搁甲骨之事惋惜，也有人认为是王懿荣在甲午中日开战之前，一天连上三折，吁请慈禧太后暂停为庆祝她的六十大寿，在北京大街小巷规划的景点工程和颐和园的完善工程，把挪用的海军军费，归还北洋水师，以购买战舰，从而惹怒了慈禧太后。此时调任团练大臣，是慈禧记恨之故。
王懿荣慨然道：“国难当头，自当奋勇，圣意难违，岂可臆测。即使天与我死，亦死得其所。”
他慨然赴任，搁下了难舍的甲骨。
同时被任命为团练大臣的兵部侍郎李端遇因病在家，难以赴任。王懿荣义反顾，上任之后立即组织人马招募乡勇。当时大清国农业为本，没有工业制造能力，更没有军工能力。遍寻京畿内外，只有长矛大刀，没有枪支弹药。王懿荣明白，纵使乡勇兵丁英勇畏，也法与洋人的枪炮对阵。他写信给管辖湖北枪炮厂（后称汉阳兵工厂）的妹夫张之洞，称“看街老兵，处购得御敌之物，千里投书，暂乞军械。”张之洞奏请朝廷，给他调拨了一批军械。此后他为团练昼夜忙碌，日暇晷。
其时京师粮食供应也成了大问题。他在给天津的次子王崇烈的信中写道：“京师闭塞，若非尔谢仲廉母舅之接济，已成饿莩”。信中催促王崇烈速携妻女离津。王崇烈遵从父命，携家眷返福山故里。王懿荣少一心事，得些许安慰。
七月，天津城陷，聂士诚身中7弹，壮烈殉国，直隶总督裕禄兵败后自杀。
八月，八国联军两万余人由天津进犯北京。攻至北仓时，受到清军马玉昆、吕本元及义和团李来中所部顽强阻击，凶恶的敌人竟然施放毒气。
北京城一片混乱，王懿荣亲率练勇团丁，布置防卫，维护秩序。
敌兵进攻通州时，巡阅长江水师大臣李秉衡率领外省赴京援军万余人赶来增援，兵败自杀。七月十九日(8月13日)，通州失守。
七月二十日(8月14日)晨，日俄侵略军进抵北京城下，向内城的东直门、朝阳门发动猛攻。英、美侵略军抵达北京外城的广渠门、东便门。
王懿荣率领团丁，负责维持城内秩序和向城头运送物资。午时，东直门危急，王懿荣率众增援。不料溃兵塞途，人心惶乱，团丁也被冲散。王懿荣率部分团丁，冲上城头，一直坚持到到晚上，其他城门均已失守，抵抗已毫意义，王懿荣才寻机率领大伙撤退。
回到家中，王懿荣五内俱焚，听着不时传来的枪声和洋人兵士烧杀抢掠声音，他真想冲出去拼命，但作为文人学士，又担心被俘受辱。宁死不当亡国奴，看着院中那口者井，他暗暗下定了决心。
夫人劝他进屋歇息，他对夫人说：“吾身受国恩，又负有守卫京城之责，今城破，义不可苟生。”
次日晨，西太后挟光绪皇帝等仓惶出逃。洋人兵士在全城大肆烧杀掠抢，并且闯入紫禁城疯狂抢掠。王懿荣闻讯，对夫人说：“我可以死矣。”
他铺开纸砚，从容写下“主忧臣辱，主辱臣死。于止之其所止，此为近之。”然后便要投井而去。
谢夫人拉住他的衣襟道：“老爷若去，妾绝独生之理。”
寡居的大儿媳也说道：“我虽一小女子，也绝不做亡国之奴。没了老爷夫人庇护，寡居之身，难说不被恶人欺辱。不如早随老爷夫人而去，也好有个关照。”
王懿荣说：“不可，我身在朝堂，不可不殉国。尔等眷属，不必太过。况我还要事相嘱。”他领众人进屋，指着储藏甲骨的木匣说道：“此乃殷人之文字，我已破译一些，我去后且不可毁弃，要速召我儿崇烈来京，把这些至宝转交可靠之人。”他想了想继续说道：“潘公祖荫已逝，大澄吴兄已被革职遣返,看来此事只能托付好友刘鄂。我去后，让儿崇烈设法找到他，把这些甲骨托付与他。”
谢夫人和儿媳哭成一片，仆人王樵山哽咽着说：“老爷，不如咱们收拾了这些甲骨逃出城去，等做完这事你再殉国不迟。”
王懿荣道：“国破主辱，我岂能偷生？”他又细看了王樵山道：“你从山东跟我来到京城，这么多年过去，已如我家中一员。我去后，你们把这宅院和那些古董文物卖掉，回山东老家，置几亩田地，耕田度日。还要一起照顾我这一家孤儿寡女。”
众人越发大哭起来，王懿荣大声止住道：“不要哭，要含笑为我送行。”
说完转身冲向院中老井，纵身跳下。
谢夫人等人也冲到井旁，放声大哭。片刻，谢夫人拉住王樵山说：“老爷待你不薄，他的遗愿，全靠你啦。你等我儿回来，按老爷的吩咐去做就是了。切切记住。”然后拉起儿媳道：“咱们随老爷去。”说完，二人也一起纵身投入井中。