1934年10月，时任少共中央妇女部委员的王泉媛正在开会，突然接到了赶回瑞金的通知。王泉媛回去之后才知道，经卫生部检查合格，组织决定让她随红一方面军总卫生部工作团参加长征。
当时，主持总卫生部工作团工作的，是董必武同志。这次转移，除了王泉媛，卫生部还有李伯钊、邓六金、钟月林等12个女同志。
在长征路上，王泉媛既负责护理伤员，抬担架，又负责调查研究，做群众工作，筹集粮食，扩大红军，工作尽职责，表现非常突出。
红军来到遵义后，经蔡畅、李建珍等同志的介绍，王泉媛和时任国家保卫局执行部部长的王首道同志结了婚。
这之后，王泉媛被调到中央纵队干部连参加工作。当时红一方面和红四方面军会师刚刚会师，就因为北上南下的问题产生了分歧，张国焘表面上同意悲伤，背地里去搞分裂，他在南下的途中，把王泉媛所在的干部连给收编了。结果，本来是红一方面军的王泉媛就来了红四方面军。
王泉媛后来说，这是她后来历经苦难，终身坎坷不平的开端。
部队南下后，王泉媛担任了省妇女部部长，继续组织妇女运动。当时她和朱老总的夫人康克清大姐住在一起，康克清很会做宣传，帮助王泉媛成长了不少。
后来，贺龙、萧克率领红二、六军团也来了，王泉媛带着人去接待了他们，还用一些珍珠、花布换来了40口袋粮食，解决了几个首长的吃饭问题。当时贺老总见到王泉媛搞到这么多粮食非常高兴，把她的头夹在自己的胳膊下，说：“小鬼，你辛苦喽，买到这么多粮食解决了大问题。”
后来，红二方面军和红四方面军决定一起北上，路上，王泉媛被分配到西路军妇女团当团长，和她搭档的，是同样来自中央苏区的吴富莲。她们对这项任命都不满意，找到朱老总说：“我们离开中央苏区这么久了，我们要去陕北学习，不想留在西路军工作。”
朱老总管不了这件事，她们又去找了张国焘，张国焘说这事不要找我，你们现在是归西路军总指挥部管的。就这样，王泉媛和吴富莲只好走马上任了。
当时的妇女团，有1300多名女战士，被编为3个营，只有司号员是男同志。妇女团的成员绝大多数都是离开四川时带出来的纱厂女工，她们不满社会对她们的压迫，决心跟着红军闹革命。妇女团承担着两项任务，一是打仗，二是运输，还要兼顾照顾伤员、做地方工作。
当时，妇女团的大多数女同志都没有打过仗，王泉媛就给她们上军事课，讲怎么开枪，怎么扔手榴弹，怎么走队列，怎么利用地形，怎么匍匐前进。大家的干劲都充足。
1937年以后，西路军连月作战，部队损失很大，来到祁连山后，西路军政治部主任李卓然率领的先头部队遭到了敌人的包围。为了掩护总指挥部安全撤退，妇女团主动请战，说：“让我们妇女团打掩护吧，我们是女的，万一打散了，化起妆来容易混过去。”随后，王泉媛率领着一千多名女战士在卢源口构筑了简易阵地，阻击尾追的敌人。
此次卢源口阻击战非常惨烈，子弹都打光了，女战士们和男战士一样跳上去和敌人肉搏，鲜血洒满了整个战场。就在弹尽粮绝，眼看就要全军覆灭的关头，李卓然召集了会议，决定将部队疏散，化整为零寻找出路。
王泉媛带着几个女同志和几个不足16岁的红小鬼一起在山上转了一个多月，因为迷路一直没有走出去。最后她们好不容易找到了几个空窑洞休息，不料却被马家军的哨兵发现，不幸被捕。
马家军把她们带到永昌城里的一座寺庙关押，在这里，王泉媛见到了她的搭档——妇女团政委吴富莲，以及几十位被俘的姐妹，一共是90多人。马家军知道王泉媛是妇女团团长，就要她写张表格，王泉媛说自己没有文化，不会写字，不会填表。
后来，敌人就把这些妇女同志陆续分配给马家军的各级军官做老婆。大家气得乱骂，除此之外也别无办法。王泉媛说：“去就去，他们有枪，找机会拿到枪打死他们，走得脱就走，做不脱宁可一死。这是唯一的办法。”
敌人逼迫王泉媛嫁给了马家军工兵团的团长马正昌，威胁她说，不肯去就打死抬出去。王泉媛说自己可以去，但有一个条件，就是带着她的政委吴富莲一起去，当时吴富莲患上了重病，咳嗽得非常厉害，生活已经不能自理。王泉媛对吴富莲说：“我要照顾你到死。”
后来，因为王泉媛不肯屈从马正昌，马正昌用皮靴一脚踢翻在地。王泉媛爬起来后，跑到城墙上寻死，又被救下。马正昌恼羞成怒，拿起木棍殴打王泉媛，把棍子打断了20多根，王泉媛被打得血肉模糊，浑身上下没有一块好肉。她昏死过去后，照顾她的人，在她身上贴了五刀黄纸，才止住血。
等王泉媛伤好后，吴富莲政委已经病死。此后，马正昌用棍子、鞭子多次殴打她，但她性格刚烈，就是不从。最后，马正昌把王泉媛关在屋子里，不给她行动的自由，就这样一直关到1939年3年，王泉媛乘着马正昌的部队换防，找机会逃出了魔窟。
成功逃跑后，王泉媛奔波了4天，找到了八路军兰州办事处，但是办事处的人却告诉她，按照规定，一年回来的收，二年回来的要在调查后决定，三年回来的不收。此事，王泉媛已经离开队伍超过两年了，听到这个消息，她心灰意冷。
当时，办事处的人给了王泉媛5块钱，让她自寻出路，但是这笔钱很快就用完了。此后，王泉媛历经无数心酸，靠着沿路乞讨，于1942年7月回到了自己的老家江西吉安。
回家之后，王泉媛还想在当地找找组织，重新参加工作，家里的人一直劝她，最后她嫁给了当地的一个农民刘高华，之后才参加工作，当上了解放区的妇女主任。后来，因为受到丈夫牵连，王泉媛又被免去了职务。
1962年，王泉媛听到了一个令她非常高兴的消息：朱老总和康克清大姐重上井冈山了。她立刻托人给康克清大姐写了一封信，告知了自己的情况。康克清收到王泉媛的信，也非常激动，立刻把她接到了当地地委。康克清对当地领导说：“不应该嘛！没有长征到陕北不是她的错。泉媛是位好同志，我作证人。”
此后，王泉媛在当地敬老院担任院长。1981年，她接到了全国妇联的邀请，到北京参加了第五次全国妇女代表大会。后来又担任江西省政协委员等职务。
1983年，王泉媛在接受记者采访时曾说过自己的愿望：“我要是有经济条件，唯一的愿望就是上北京看看过去的姐姐妹妹，看看老首长。我是真想念他们啊！”
1985年，王泉媛重新入党，省组织部根据文件规定，将她的党龄从1949年算起，退休后享受副地级待遇。王泉媛晚年收养了7名孤儿，除一名因病夭折外，其余都在她的精心呵护下长大成人。
2009年，王泉媛老人病逝。
