嘉靖三十三年(1554年)四月，胡宗憲受命出任浙江巡按監察禦史，官至兵部左侍郎兼都察院左僉都禦史，總督南直隸、浙、福等處軍務，負責東南沿海的抗倭重任。為招降汪直，胡宗憲先將汪直的老母妻兒放出監獄，優裕供養，後遺使蔣州和陳可願至日本與汪直養子王滶(毛海峰)交涉，遂見汪直，曉以理，動以情。當得知親人無恙，他不禁喜極而泣，並向來使訴苦：“我本非為亂，因俞總兵圖我，拘我家屬，遂絕歸路。”而對於通商互市的承諾，他更加無法抗拒。汪直表示願意聽從命令。汪直將蔣洲留在日本，為表示誠意，他命毛海峰護送陳可願回國麵見胡宗憲，具體商量招撫和通商互市事誼。胡宗憲厚撫毛海峰，使汪直消除了疑慮。
胡宗憲慰勸汪直至杭州謁巡按王本固，嘉靖三十七年(1558年)二月五日被王本固誘捕，據《倭變事略》載：三司集議時曰：“汪直始以射利之心，違明禁而下海，繼忘中華之義，入番國以為奸。勾引倭夷，比年攻劫，海宇震動，東南繹騷。……上有幹乎國策，下遺毒於生靈。惡貫滔天，神人共怒。”《明世宗實錄》卷478載：胡宗憲謂：“(汪)直等勾引倭夷，肆行攻劫，東南繹騷，海宇震動。臣等用間遣諜，始能誘獲。乞將直明正典刑，以懲於後。宗滿、汝賢雖罪在不赦，然往複歸順，曾立戰功，姑貸一死，以開來者自新之路。”明世宗下詔：“直背華勾夷，罪逆深重，命就彼梟示，宗滿、汝賢既稱歸順報功，姑待以不死，發邊衛永遠充軍。”
汪直至死也不肯承認勾結倭寇入侵之罪，早先麵對胡宗憲的指責，他便反駁道：“總督公之聽誤矣!直為國家驅盜非為盜者也!”下獄時亦連聲追問：“吾何罪?吾何罪?”還寫下了《自明疏》，理直氣壯地申辯：“竊臣直覓利商海，賣貨浙福，與人同利，為國捍邊，絕無勾引黨賊侵擾事情，此天地神人所共知者。”曆數自己剿賊的功勞後，他仍祈求皇上開放海禁，並承諾“效犬馬微勞馳驅”，願為朝廷平定海疆。”嘉靖三十八年(1559年)十二月二十五日斬首於浙江省杭州府宮港口，臨刑前見兒子最後一麵，子抱持而泣，汪直拿一根髻金簪授其子歎曰：“不意典刑茲土!”伸頸受刃，至死不撓。其妻子被賞給功臣之家為奴。毛海峰得知汪直下獄後，誅殺肢解人質夏正，噩耗傳來，胡宗憲“親臨海邊望祭之，慟哭不已，軍將皆墮淚不能仰視。”
汪直被處死後，由於群龍無首，倭寇之患又嚴重起來。據《國榷》卷62載：談遷雲：“胡宗憲許汪直以不死，其後議論洶洶，遂不敢堅請。假宥王直，便宜製海上，則岑港、柯梅之師可無經歲，而閩、廣、江北亦不至頓甲苦戰也。”汪直死前所說的“死吾一人，恐苦兩浙百姓”一語成讖，很快“新倭複大至”。閩廣遂成倭患的重災區。後來其義子毛海峰在岑港被明軍所滅。
《明史》亦做汪直，號五峰，南直隸徽州府歙縣結林人。王直出身商人家庭。據萬曆《歙誌》記載，相傳王直出生時，其母汪氏曾夢見一顆星星從天空墜入自己的懷中，星旁有一個戴著高帽子的人，汪氏便很驚詫地說：“此弧星也，當耀於胡而亦沒於胡。”時隔不久，天降大雪，草木結冰。王直知道這個征兆後心裏暗自高興：“天星入懷，非凡胎也；草木冰者，兵象也。天將命我以武顯乎？”於是，年少不得誌的王直便開始與地方上一些不安本分的人如葉宗滿、徐惟學、謝和以及方廷助等往來甚密。王直曾對這幫同夥表示道：中國的法度太過森嚴了，稍有行動就會觸動法律，而科舉也隻對那些酸氣十足的讀書人開放，我們何不到海外去闖蕩闖蕩，隻困在這小小的“一撮土”上有什麼作為？遂於嘉靖十九年（1540年）偕同徐惟學、葉宗滿等趁明朝海禁鬆弛之機遠赴廣東沿海打造巨艦，滿載明王朝嚴禁出海的硝磺、絲綿等物品駛抵日本、暹羅等國，進行貿易往來，牟取暴利。僅僅5、6年時間，王直就獲得了巨額資本，成為違禁貿易的暴發戶，被稱為“五峰船主”。