王秉璋出生于1914年，河南省安阳人，出生于一个贫寒的农民家庭。初中二年级的时候，因为没钱缴学费，他辍学回家，后来成为一家铁货商店的学徒，并在1929年考入冯玉祥西北军无线电学校报务班，正式投身行伍。
1930年，中原大战爆发，冯玉祥战败下野，部队被收编。在这之后，王秉璋被编入国民党26路军，担任了74旅旅长季振同的传令兵 ，并在1931年年初被派到江西，随部进攻江西的红军。不过，26路军在江西作战期间却屡遭挫折，可谓是屡战屡败，再加上九一八事变之后，抗日救国成为社会主流，26路军的很多官兵也不愿意再把枪口对准自己人。
在这种背景下，1931年12月，季振同、董振堂等人领导26路军的官兵在江西宁都弃暗投明，加入了红军。加入红军之后，这支部队被改编为红五军团，王秉璋担任了军团部传令兵班班长。
1932年年初，季振同因病离开部队，此后董振堂担任了军团长，董振堂继续重用王秉璋，并把王秉璋提拔为军团部通信队队长。在这之后，王秉璋跟随中央红军参加了根据地的反“围剿”作战，他也在战斗中得到迅速成长，陆续担任了红一军团第一师司令部参谋、补充团团长、教导营副营长、红一军团司令部军事教育科代科长、红一军团司令部作战科科长等职务。
1934年10月，第五次反“围剿”失败后，王秉璋跟随中央红军的主力部队踏上了长征之路，1935年，他加入了我党，成为一名光荣的党员。全面抗战爆发后，王秉璋被编入八路军115师，担任了115师司令部作战科科长、参谋处处长等职务。
需要说明的是，115师参谋长周昆失踪之后，王秉璋曾在很长一段时间内以参谋处长的身份分管参谋长的工作，他也迅速成长起来，成为一名文武双全的战场指挥官。1939年，王秉璋随部奔赴山东，参加了山东抗日根据地的开辟与建设，后续他又担任了冀鲁豫军区豫东指挥部司令员等职务，率部多次粉碎日本侵略者发起的“扫荡”与“蚕食”计划，为抗日战争的胜利作出了积极的贡献。
抗战胜利后，王秉璋担任了冀鲁豫军区副司令员兼参谋长、司令员以及晋冀鲁豫军区第十一纵队司令员、第二野战军第十七军军长，参与指挥了鲁西南战役、沙土集战役、出击陇海路、豫东战役、淮海战役、渡江战役等作战，立下赫赫战功，为革命的胜利作出突出贡献，并见证了新中国的诞生。
新中国成立后，王秉璋被调到空军，担任了空军参谋长，参与了空军领导机关的组建工作，1953年，他又担任了空军第一副司令员，主要协助空军司令员抓空军部队飞行训练，同时，王秉璋也主管空军的装备订货工作。任职期间，他充分发挥自己的聪明才智，率队前往苏联，与苏联展开谈判，成功购买了苏联米格-15歼击机，为我军空军的发展壮大作出了重要的贡献。
1955年，王秉璋被授予中将军衔，成为开国中将。1960年，他调任国防部第五研究院第一副院长，期间，他顶住苏联专家撤走的经验，成功发射了一系列导弹，提高了我国的国防建设。可惜的是，1971年9月13日之后，王秉璋被隔离审查，此后他长期被关押，直到1982年，相关部门对其免予起诉。2005年，王秉璋因病去世，享年91岁。