1913年12月28日生于北京东城区艺华胡同一个职员家庭。
1931年毕业于北京通州潞河中学。
1934年就读北京师范大学音乐系，在北京铁路扶轮中学任音乐教员。
1937年“七七芦沟桥事变”后，前往山西参加八路军“西北战地服务团”，投身抗日救亡运动。创作《老乡上战场》、《风陵渡的歌声》、《洗衣歌》等抗日歌曲。同年与北京艺术专科学校女友罗姗（杜明远）结婚。
1938年在兰州参加“西北抗战剧团”，前往甘肃、青海各地宣传抗日。改编《达坂城的姑娘》、《青春舞曲》、《虹彩妹妹》、《曼丽》等民歌。
1939年在青海创作、改编《在那遥远的地方》、《半个月亮爬上来》、《玛依拉》等民歌。
1940年在西宁任音乐教育工作，负责组建“青海儿童抗战剧团”，创作歌舞剧《沙漠之歌》及《送郎出征》、《穆斯林青年进行曲》等抗战歌曲。
1941年春天前往兰州与妻子罗姗解除婚约。之后被兰州反动当局以“共产党嫌疑”罪名逮捕，关押在兰州城北大沙沟监狱，苦狱三年。在狱中创作《蚕豆谣》、《我爱我的牢房》、《睡在戈壁滩上》等二十余首囚歌。
1944年5月经多方营救出狱，回到青海继续从事音乐教育工作。改编《阿拉木汗》、《可爱的一朵玫瑰花》、《依拉拉》、《曲曼地》等民歌。
1945年与妻子黄玉兰在西宁结婚，之后生育三子， 1951年冬天黄玉兰在北京病逝。
1949年9月在西宁参加中国人民解放军，随部队进军新疆，时任一野一兵团政治部文艺科长，在张掖与王震将军共同创作合唱歌曲《凯歌进新疆》。
12月任新疆军区文艺科长，编译《苏联最新歌曲集》，改编《哪里来的骆驼队》、《我不愿擦去鞋上的泥》、《在银色的月光下》等新疆民歌。
1952年在南疆喀什二军文工团任音乐教员、创作员。改编《沙枣儿花香》、《圆圆的》、《美就美在眉毛上》等数十首民歌。
1957年调任新疆军区文工团音乐教员、创作员。参与创作歌剧《战斗的历程》、《无人村》。
1958年参与创作歌剧《两代人》和音乐话剧《步步跟着毛主席》，同年被评选为全军先进文艺工作者。
1962年被假释出狱，回原单位带罪服务，任音乐教员、创作员。改编《江巴拉汗》、《草原上的金太阳》、《天上的云》等数十首民歌。
1965年被押回狱中继续服刑10年。先后在狱中搜集改编《哈来龙》、《离别》、《阿顿江》、《高高的白杨》、《萨阿黛》等数十首民歌。
1975年刑满出狱。在政治上继续被管制，在生活极度困难时改编《我愿变成一杯香茶》、《西淋江》、《你的热泪把我的手背烫伤》等数十首民歌。
1978年为新疆工一师文艺宣传队创作歌剧《托木尔的百灵》。
1979年应兰州军区政委肖华将军邀请前往兰州为战斗歌舞团创作歌剧《带血的项链》进京参加国庆30周年汇演，获文化部颁发创作二等奖。
1980年为乌鲁木齐市文工团创作歌剧《奴隶的爱情》。新华社为他发表内参“披露老音乐家王洛宾的困境”的文章引起了中央领导同志的重视。
1981年新疆军区召开平反大会，为他恢复名誉和军籍，69岁的王洛宾终于重新穿上了军装，任新疆军区文工团艺术顾问。
1983年甘肃人民出版社为他出版《洛宾歌曲集》。
1986年11月新疆军区政治部、新疆音乐家协会联合为他举办《人民音乐家王洛宾作品音乐会》，首次向社会全面介绍他的音乐作品，并且授予他“人民音乐家”这一光荣称号。新疆人民出版社为他出版英汉对照《在那遥远的地方》、《丝路情歌》歌曲集。
1988年75岁的王洛宾光荣离休，享受副师级待遇，荣获中国人民解放军“胜利勋章”。
1991年经国务院批准，享受“政府特殊津贴”。
1992年荣获文化部、中国唱片总公司颁发的《在那遥远的地方》“金唱片特别创作奖”。
1993年《在那遥远的地方》、《半个月亮爬上来》被评为20世纪华人音乐经典作品。
11月上海音乐学院授予名誉教授。中国文联出版社为他出版《纯情的梦－王洛宾歌曲集》。
1994年7月被联合国教科文组织授予“东西方文化交流特别贡献奖”。
1996年3月14日因患胆囊腺癌在乌鲁木齐军区总医院去世，享年83岁。
20日王洛宾追悼大会在乌鲁木齐市举行，新疆自治区、新疆军区、生产建设兵团及社会各界1500多人参加，国内外社会团体及知名人士发来唁电、唁函500件，送花圈200多个，沉痛哀悼王洛宾先生。
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