万历四十三年(1615年)五月初四，宫廷发生“梃击案”。朝廷内外都怀疑郑贵妃与其弟国泰企图谋害皇太子，指使张差所为。东林党给事中主张追究主谋者，非东林党大学士方以哲等主张以“疯颠”治张差之罪。办案人迎合贵妃旨意，定张差“疯颠、奸徒”罪。王之寀对此案深表怀疑。五月十一日，王在牢狱值班，当狱卒发饭时，最后轮到发张差囚饭。王之寀就命狱卒将饭放在张差面前，吩咐左右离去，只命二吏扶着张差，亲自询问他“梃击案”的内幕，并说：“你说实话就给饭吃，否则让你饿死。”张差供出梃击事系太监庞保、刘成主使(此二人为郑贵妃之心腹)。王之寀认为张差并不疯颠，此案可疑，要求深究，使神宗及郑贵妃十分反感。当时神宗已有25年不上朝，由于王之寀揭发庞保、刘成，只得上朝以释群臣疑虑，同时也为了缓和郑贵妃(福王朱常洵生母)与太子朱常洛之间矛盾。他又考虑到梃击案似乎有疑点，所以当时没有立即加罪王之寀。两年后(1617年)，朝廷普遍考核京官，王之寀就被劾为“贪污”而革职回乡。
天启元年(1621年)，朝中大臣为王之寀鸣冤，王又被起用，恢复官职。次年(1622年)，王之寀上《复仇疏》。大意说：“君父之仇，不共戴天。光宗(朱常洛，在位仅一月)一生多难，含恨而死。李可灼进红丸，崔文升用泻药，是谁指使?张差持梃闯宫，安危只在呼吸之间。他以入宫有内应外援，外戚郑国泰(郑贵妃之弟)的责任不可推卸。”他的奏章上达后，熹宗不予答复。原先认为张差是疯颠入宫者，对王之寀恨之入骨。不久，王之寀升为尚宝少卿，又次年(1623年)调为太仆少卿，又转本寺卿，四年(1624年)秋，授王之寀为刑部右侍郎。五年(1625年)二月，魏忠贤气焰嚣张。他的司礼监、秉笔太监主管东厂，用田尔耕掌锦衣卫事，许显纯为北镇抚司，罗织冤狱，严刑拷打，迫害无数正直官员。魏忠贤党羽杨维垣翻“梃击案”竭力诋毁王之寀，王被革职。三月，又将王之寀划入汪文言案(汪为正直官吏，被许显纯严刑拷打，强迫汪诬陷左副都御史杨涟、左光斗、魏大中等二十余人。汪文言坚持说：“以毒刑逼我陷害清廉之士，至死不能承认。”后被处死。许显纯则伪造汪文言供状，杨、左、魏等大臣受毒刑死于狱中)。魏党岳骏声诬指王之寀逼取郑国泰二万金，立即逮王之寀下狱，也惨死于狱中。崇祯元年(1628年)复官职，抚恤。
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