真宗至澶州，因东京留守、雍王赵元份暴疾，驰还权留守事。
景德三年(1006年)拜相，监修《两朝国史》。他善知人，多荐用厚重之士，劝真宗行祖宗之法，慎所改变。掌权十八载，为相十二年，颇受真宗信赖。但受王钦若说服，未能阻止真宗的天书封禅之事。
王旦晚年屡请逊位，天禧元年(1017年)，因病罢相，以太尉掌领玉清昭应宫使。同年九月卒，赠太师、尚书令兼中书令、魏国公，谥号文正，故后世称其为“王文正”。乾兴元年(1022年)，配享真宗庙庭。至和二年(1055年)，宋仁宗题其碑首为“全德元老” 。为昭勋阁二十四功臣之一。有文集二十卷，已佚。《全宋诗》录其诗3首，《全宋文》收录有其文。
北宋名相王旦的子女都是谁
长子 王雍 官至国子博士。
次子 王冲 官至左赞善大夫。
三子 王素 官至工部尚书，卒谥懿敏。
长女 嫁太子太傅韩亿。
次女嫁兵部员外郎、直集贤院苏耆。
三女 嫁右正言范令孙。
四女 嫁龙图阁直学士、兵部郎中吕公弼。