旦幼聪悟，宽裕清粹。太平兴国中，一举登进士第，除大理评事、知岳州平江县事，徒监潭州酒税。知州事何承矩荐其才行，太宗召除著作佐郎。是时方兴文学，修三馆，建秘阁，购文籍，旦以选与校正。遭父丧，追出供职。端拱中，通判郑州事，月余，徙濠州。遭母丧去，诏复故任。淳化初，以殿中丞直史馆。明年，除左正言、知制诰。四年，同判吏部流内铨、知考课院。会妻父赵昌言参知政事，旦上奏，以知制诰中书属官，引唐独孤郁避权德舆故事，固求解职，上嘉而许之，以礼部郎中充集贤院修撰，掌铨课如故。逾年，昌言罢政事，旦即日复知制诰，依前修撰，仍赐金紫。
　　逮真宗即位，除中书舍人。数月，召入翰林为学士，寻知审官院，兼通进银台司。咸平三年，权知贡举。锁宿旬日，就拜给事中、同知枢密院事。明年，迁工部侍郎、参知政事。
　　景德初，契丹入寇，从车驾幸澶渊。时郓王留守京师，暴得心疾，诏旦权东京留守司事，乘传而归，听以便宜从事。三年，以工部尚书同中书门下平章事、集贤殿大学士。明年，车驾幸永安，以旦为朝拜诸陵大礼使。及还，监修《国史》。
　　大中祥符元年，天书降，以旦为封禅大礼使，又入为天书仪卫使；从登封泰山，迁中书侍郎兼刑部尚书、同平章事；受诏作《封祀坛颂》，迁兵部尚书、同平章事。及祀汾阴，以旦为汾阴大礼使，还，迁右仆射、同平章事；受诏作《汾阴祠坛颂》，上更欲迁旦官，旦沥恳固辞，乃止加昭文馆大学士及增功臣而已。及圣祖降，又加门下侍郎；玉清昭应宫成，以旦为玉清昭应宫使；铸天尊铜像成，以旦为迎奉圣像大礼使；宝符阁成，又为天书刻玉使；车驾幸亳，以旦为奉祀大礼使。上以兖州寿丘为圣祖降生之地，于是处建景灵宫，以旦为朝修使；宫成，拜司空。《国史》成，进拜司徒。天禧元年，进拜太保，并同平章事。圣祖上尊号，以旦为太极观奉上宝册使。
　　旦在政府十有八年，以疾辞，累章不许。及自兖州还，恳请备至，乃诏册拜太尉兼侍中，五日一起居，因入中书；遇军国有重事，不以时日，并入参决。旦闻之惶恐，拜章乞寝恩数，至阖门俟命，乃止增封邑，而优假之数率如前诏。既而疾甚，求对便座，扶以升殿，上见其癯瘠，恻然许之。旦退，复上奏。明日，册拜太尉，依前玉清昭应宫使，罢知政事，特给宰臣月俸之半，仍令礼官草具尚书省都堂署事之仪。未及行，其年九月己酉薨，册赠太师、尚书令，谥文正。上出次发哀，群臣奉慰。擢其弟度支员外郎旭为司封员外郎，兄子大理评事睦为大理寺丞，弟子卫尉寺丞质为大理寺丞；外孙韩纲、苏舜元、范禧并同学究出身；子素、弟子徽俱未官，素补太常寺太祝，徽秘书省校书郎。
　　初，旦与钱若水同直史馆、知制诰，有僧善相，谓若水曰：“王舍人他日位极人臣，富贵无与为比。”若水曰：“王舍人面偏而喉骨高，如何其贵也？”僧曰：“作相之后，面当自正。喉骨高者，主自奉养薄耳。”后果如其言。
　　旦以宽厚清约为相几二十年，遭时承平，人主宠遇至厚，公廉自守，中外至今称之。事寡嫂谨，抚弟妹有恩，禄赐所得，与宗族共之。家事悉委弟旭，一无所问。遇恩，荫补遍于群从，身殁之日，诸子犹有褐衣者。性好释氏，临终遗命剃发着僧衣。棺中勿藏金玉，用荼毗火葬法，作卵塔而不为坟。其子弟不忍，但置僧衣于棺中，不藏金玉而已。
　　真宗时，马知节、韩崇训皆以检校官签署枢密院事。知节为人质直。真宗东封泰山，车驾发京师，上及从官皆蔬食。封禅礼毕，上劳宰臣王旦等曰：“卿等久食蔬，不易。”旦等皆再拜。知节独进言：“蔬食者唯陛下一人而已。王旦等在道中与臣同次舍，无不私食肉者。”又顾旦等曰：“知节言是否？”旦再拜曰：“诚如知节之言。”