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王旦素來體弱多病，從東魯回複君命，連年請求解除職務，皇帝優诏褒獎，既而當面曉谕，委任沒有疑忌。
天禧初年，進官位太保，為兖州太極觀奉上寶冊使，又加太尉兼侍中，五天一次前往起居院，到中書省，遇到軍國大事，不限定時間入預參決。
王旦更加害怕避開，上疏懇請辭謝，又委托同僚奏請報告。
皇帝多次違背他的意思，到加封邑。
一天，獨自一人在滋福殿應對，皇帝說“：朕正以大事委托你，但你的病這樣嚴重。
”因而命皇太子出來拜見，王旦惶恐逃避，皇太子随從他而跪拜。
王旦說“：太子盛德，一定能承擔陛下的事業。
”因而推薦可以有所作為的大臣十多人，其後沒有位至宰相的隻有李及、淩策二人，也為名臣。
王旦又請求辭去職位，皇帝看到他身體有病，憐惜地答應了他的請求。
王旦以太尉的身份掌領玉清昭應宮使，給予宰相一半的俸祿。
開始，王旦以宰相的身份兼任使臣，現在罷免宰相，使他還是掌領使臣職務，其專門設立使臣從王旦開始。
不久又命坐轎子進入禁宮中，讓他的兒子王雍與直省官吏扶持，在延和殿見皇帝。
皇帝說“：你現在病很重，萬一有個三長兩短，讓朕把天下事交付給誰呢？”王旦說“：知臣莫若君，惟賢明的君主選擇。
”皇帝再三詢問，王旦沒有回答。
當時張詠、馬亮都為尚書，皇帝一一問這二人，王旦也不回答。
皇帝因而說：“試以你的意思說說。
”王旦勉強起身舉着朝笏說“：以我的愚見，莫如寇準。
”皇帝說：“寇準性情剛直狹隘，你再思考下一個。
”王旦說：“其他人，是我所不知道的。
我病困，不能侍奉很久。
”于是辭别退下。
後來王旦死後一年多，皇帝終于任用寇準為宰相。
王旦病重，皇帝派内侍探望一天有時達三四次，皇帝親手自己和藥，并同山藥粥賜給他。
王旦與楊億向來交好，延請楊億到卧室内，請他撰寫遺表。
而且說“：辱為宰相輔臣，不能用将盡之言，替宗族親戚求取官職；隻叙述生平遭遇，希望每天親自處理各種重要政務，進用賢士，稍減憂勞之心。
”又告誡子弟：“我家盛名清德，應緻力于儉樸，保守門風，不得太奢侈，不要搞厚葬把黃金财寶放入棺柩中。
”遺表呈上，真宗為之感歎，于是臨幸王旦的住宅，賜給五千兩銀子。
王旦寫奏狀辭謝，稿子末尾自加四句說：“更加害怕多藏财物，況且沒有什麼用處，現在想要散發施予，以平息罪責禍害。
”馬上讓人擡他到宮内小門，诏令不準許。
回到家門，王旦已經去世，終年六十一歲。
皇帝親臨其喪悲傷，停廢上朝三天，贈王旦太師、尚書令、魏國公，谥号文正，又另外停留發喪哀悼。
幾天後，張..前往鎮守河陽，按照成例應飲酒餞行，因王旦的原因，沒有舉行宴樂。
錄用其兒子、弟弟、侄兒、外孫、門客、常從，十多人被授予官職。
衆子守喪期滿，又各自進升一官。
不久聽說王旦奏稿自加四句，皇帝取來看，流了很長時間的淚。
王旦有文集二十卷。
乾興初，诏令配享真宗廟廷。
等到建造墓碑，仁宗用篆書寫碑頭說“：全德元老之碑。
”
王旦事奉寡嫂有禮節，與弟弟王旭友愛甚笃。
婚姻不求門第。
被子衣服質樸，家人打算用絲綿裝飾氈席，王旦不同意。
有人賣玉制的腰帶，弟弟認為很好，呈給王旦，王旦命弟弟系上，說“：還見得好不好？”弟弟說“：系着它怎麼能自己看見？”王旦說“：自己負重而讓觀看的人稱贊好，這不是勞煩嗎！”弟弟趕快歸還玉帶。
因此王旦所系的止于賜給的帶子。
家人從沒有見他生氣，飲食不幹淨，隻是不吃而已。
曾試着以少許埃墨投放肉湯中，王旦隻吃飯，問他為什麼不吃肉湯，就說“：我偶爾不喜歡吃肉。
”後來又把墨放到飯中，就說：“我今天不想吃飯，可以另外備辦稀飯。
”王旦不購置田産住宅，說“：子孫應各念自立，何況田地第宅，僅僅是讓他們争奪财産為不義而已。
”真宗認為王旦所居的房子簡陋，想要修治，王旦以先人的舊舍為借口辭謝，才停止。
住宅門壞了，負責的人把門徹底更新，暫時在走廊下開側門出入。
王旦到側門，憑依馬鞍俯身經過，宅門修成又由宅門進去，都不過問。
三個兒子：王雍，國子博士；王沖，左贊善大夫；王素，另外有傳。