功劳后，他仍祈求皇上开放海禁，并承诺愿为朝廷平定海疆。此间，明廷命令攻击舟山的毛海峰、大友家朝贡船队，毛海峰据山而守，明军屡攻不克。毛海峰和大友船队趁机打破包围，扬帆而去，此后毛海峰和谢和等率领汪直的旧部多次进犯福建沿海。
汪直被斩首于浙江省杭州府官巷口，临刑前见儿子最后一面，父子抱持而泣，汪直拿一根髻金簪授其子叹曰：“不意典刑兹土！”伸颈受刃，至死不挠。汪直被处死后，由于群龙无首，倭寇之患又严重起来。胡宗宪许汪直以不死，其后议论汹汹，遂不敢坚请，假宥王直，便宜制海上，则岑港、柯梅之师可无经岁，而闽、广、江北亦不至顿甲苦战也。汪直死前所说的“死吾一人，恐苦两浙百姓”一语成谶，很快“新倭复大至”，闽广遂成倭患的重灾区。