王桂生自小家庭贫困，幼时在宋屯姥姥家度过，并由亲戚资助在宋屯小学、楚旺高小、楚旺中学完成学业。他自幼聪明好学、勤奋刻苦，成绩优秀。在楚旺中学读书时，受共产党员吴芝国、王舒苗等人的教育和影响，王桂生开始接触进步思想，逐渐坚定了共产主义信念。1936年初，由大名县委组织部长李贤介绍加入了中国共产党，从此走上革命道路。王桂生入党后不久，就担任河南省内黄县楚旺以北区委书记，和宋中村刘九州一起建立了宋屯村党支部。

1937年全面抗战爆发后，王桂生受直南特委指派，组织领导直南地区的青年革命运动。1938年，他与王云增一起建立了内黄县青年抗日救国会，并任内黄县县委委员、内黄县青年救国会主任。1940年5月，王桂生任直南地委青年救国会主任，兼豫北地区的青救会主任、内黄县抗日联合会主任。

1941年，日伪军对冀鲁豫边区抗日根据地沙区发动了毁灭性的“扫荡”，王桂生领导青年救国会和其他抗日组织，配合主力部队，与敌人浴血奋战九天九夜，终于粉碎了敌人的“铁壁合围”。然而党的基层组织也相继遭到破坏，沙区与鲁西南的联系完全切断，斗争形势十分严峻。

1942年，为打破被敌围困、分割的被动局面，受党组织派遣，王桂生深入卫河敌占区开展地下工作。他回到家乡，以走亲访友和做生意为掩护，秘密联系党在该地区工作的同志，传达边区和地委的指示精神。他还利用跟乡亲拉家常，书写字画、春联的机会，宣传抗日救国道理。1942年初，卫河西敌占区党的工作委员会成立，王桂生兼任书记。1942年秋，冀南一分区为收复失地，发动漳南战役。为打开路南地区局面，王桂生等人深入魏县回隆镇，侦察敌情，搜集情报。在各方努力下，攻打回隆的战斗取得了胜利。王桂生还积极开展伪匪王自全的争取教育工作，双方协定互不侵犯，相互支援，共同抗日。他还打通了从内黄县到临漳县的交通线，掩护了大批人员安全通过。

1944年，王桂生赴冀鲁豫边区抗日根据地汇报工作，途径内黄县田达村时被伪保安队逮捕，面对敌人的严刑拷打，王桂生毫无畏惧，终被敌人残忍活埋，年仅23岁。