1927年7月，一度轟轟烈烈的大革命失敗，不少共產黨人和進步人士被捕殺害。北京地下黨組織屢遭奉系軍閥破壞，在反革命的腥風血雨中，王繼堯不顧個人安危，擔任了中共北京西郊區委宣傳部長，和區委其他同志齊心協力，在險惡的環境中勇敢機智、沉著、細心、緊張地工作，在較短的時間內，不僅恢復了原有的黨組織，還在一些學校中發展了新的組織。他對那些士氣不振、情緒消沉的黨員進行了耐心的說服教育，鼓起他們鬥爭的勇氣。在他和同志們的共同努力下，全區的革命鬥爭又恢復了生氣。
1928年8月，他奉命到天津，與張友漁等組織北方書店，秘密地出版進步刊物《人言周刊》、《初陽》等雜誌。同時，他又擔任中共順直省委(北方局前身)直屬特別黨支部書記，與陳潭秋、彭真等一起開展革命活動。為籌集活動經費，經同鄉薄永濟介紹，王繼堯到天津造幣廠任科員，所得薪水，全部交給組織。
1931年九一八事變後，日本帝國主義的侵略炮火和全國反蔣抗日鬥爭浪潮驚醒了山西民眾，三晉大地又一次掀起了反蔣抗日的熱潮。但是，閻錫山為了鞏固其反動統治，置民族和國家的利益於不顧，大肆搜捕、屠殺共產黨人和革命民眾，瘋狂地鎮壓抗日救亡活動，致使山西黨的組織遭到嚴重的破壞。1932年，王繼堯奉黨中央指示從天津回到太原，以山西經濟統治處職員作掩護從事革命工作，著手恢復和建立了“山西革命互濟會”“教聯”(即教職員工聯合會)“左聯”(即左翼作家了盟)等群辦革命組織，開展秘密活動，並擔任了山西革命互濟會黨團書記，參與和領導了全省“一二一八”學潮，對推動山西革命形勢的發展起了重要的作用。
1934年1月，中共山西特委秘書處遭破壞，秘書處負責人王光甫叛變，公然帶上便衣特務捉拿特委領導成員。在此情況下，中央決定原特委成員離開山西，由黃彝、王繼堯、郭進忠(又名李啟華)組成臨時太原工作委員會，代替山西特委，堅持鬥爭。同年3月，黃彝不幸病故後，山西黨的領導工作落到他的身上。他審時度勢，及時領導了太原市各中等學校學生髮起的反會考鬥爭。為了取得這場鬥爭的勝利，他日以繼夜地奔波在太原市各校，與學生領袖研究行動方案，積極做好準備，並通過“互濟會”“社聯”等組織到大同、長治、臨汾和運城等地進行聯絡，使“反會考”鬥爭成為全省各城市學生鬥爭的統一行動，並以取得局部勝利而結束。反會考鬥爭，使一部分學生受到了鍛鍊和教育，其中不少人先後加入了中國共產黨，有的加入了“互濟會”“社聯”等革命民眾組織。從此，全省反對日本帝國主義和軍閥閻錫山的鬥爭一浪高過一浪。
1934年10月，經請示黨中央同意，中共太原工委改為中共山西工委，由王繼堯任工委書記。為把山西革命民眾日益高漲的鬥爭熱忱變為具體行動，他一心撲在工作上，深入各地了解情況，及時指導，並根據中央指示，成立了“中華民族抗日武裝自衛委員會山西分會”，發展會員數十人，為山西黨組織領導開展武裝鬥爭奠定了基礎。他還利用閻錫山為實施“十年建設計畫”研究炮製假社會主義學說，主張所謂“學術自由，真理戰勝”，允許在一定範圍內介紹外國共產黨理論書刊這一機會，組織黨員開展革命理論宣傳活動，出版了進步刊物《中外論壇》，翻印、轉載《共產國際通訊》和歐洲各國共產黨發表的理論專著等文章。這在當時白色恐怖下宣傳馬列主義，宣傳黨的革命理論起了很大的作用，為山西黨組織堅持鬥爭提供了有力武器。
1935年7月，山西工委跑中央的交通曾延偉在上海叛變，直接影響到山西黨組織的安全。為保存革命力量，中共北方局通知山西工委領導成員立即轉移。在危急關頭，王繼堯以黨內的事業和同志們的安全為重，先安排省工委成員張伯楓、郭進忠分別離開山西，並想法通知有關人員立即轉移，他自己則被敵人抓獲。在監獄中，王繼堯受盡了慘無人道的酷刑。他咬緊牙關，始終不承認自己是共產黨員。在他臨終之前，仍不忘同志們的進步與安全。當時去看望他的栗再溫告訴他，張伯楓和郭進忠已順利到達天津時，他的臉上露出了欣慰的笑容。他告訴栗再溫說：“有一個青年叫李子直，關於他參加‘建設救國社’的事，只有特委少數幾個人知道。他是黨組織派遣打入進去的，這個青年表現很好。到時，你給他證明一下。”接著，他又說：“我已為黨流盡了最後一滴血。我是不行了。但是，我們黨將會前仆後繼，直到勝利。最後的勝利是屬於我們的。希轉告諸位同志努力!”
1935年11月，王繼堯慘死獄中，時年34歲。
