早年經歷
王兆相出生於一個農民家庭，早年放過羊；在哥哥王兆卿的影響下走上革命道路，1926年即參加傳送信件、散發傳單等革命活動。
1928年9月加入中國共產黨。1929年考入榆林中學，一面讀書，一面投身共產黨領導的學生運動。在學生運動遭到鎮壓後，返回家鄉做地下工作。
轉戰陝北
王兆相1932年10月加入劉志丹、謝子長領導的中國工農紅軍陝甘游擊隊，任陝甘游擊隊騎兵大隊黨支部宣傳委員，紅26軍警衛隊隊長，紅26軍騎兵連黨支部書記，參加了鞏固和擴大陝甘邊根據地的戰鬥、紅26軍南下終南山的戰鬥。
1933年受黨組織委派從陝甘邊回到陝北，任中國工農紅軍神木特務隊政治委員，陝北紅軍游擊隊第三支隊隊長，陝北紅軍狡昌師第3團團長，紅27軍84師第3團團長，中國抗日義勇軍陝甘騎兵第1師政治委員，共中神（木）府（谷）特委軍事部副部長，陝北紅軍獨立師第4團團長，神府紅軍總指揮部總指揮，中國抗日人民紅軍獨立第1師師長，陝北紅軍獨立第2師師長。
參與領導了創建、發展神（木）府（谷）紅軍和神（木）府（谷）佳（縣）榆（林）革命根據地的武裝鬥爭，並指揮會紅軍反周國民黨軍隊對神府佳榆革命根據地歷次“圍剿”，為神府紅軍由7個人壯大到2000餘人，神府佳榆地區發展為擁有4.2萬平方公裡面積，14萬人口的鞏固根據地，做出重要貢獻。
毛澤東主席在會見王兆相時曾表揚說：“神府根據地能堅持下來很不容易”。
抗日戰爭
抗日戰爭時期，王兆相同志任八路軍留守兵團警備第6團團長，率部開赴晉西北，參加了開闢晉綏抗日根據地和保衛黃河河防的戰鬥。後奉調回延安，入抗日軍政大學和馬列學院學習。學習期間，當選為陝甘寧邊區參議會代表、陝甘寧邊區政府委員，中國共產黨第七次全國代表大會代表。
1940年被派赴山東，任八路軍山東縱隊第1支隊副司令員，魯中軍區第二軍分區司令員，清河軍區第四軍分區司令員，渤海軍區第四軍分工司令員。率部參加了反擊日軍“鐵壁合圍大掃蕩”、“拉網大掃蕩”、“二十一天大掃蕩”等戰鬥。1944年率部參加了渤海軍區對日偽軍發動的夏季反攻作戰；1945年率部參加了渤海軍區對日偽軍發動的夏季攻勢和大反攻。第四軍分區部隊從日偽軍手中解放魯北地區縣城3座，與兄弟隊配合作戰解放縣城4座，殲滅日偽軍近萬名。
解放戰爭
解放戰爭時期，王兆相同志任渤海軍區獨立旅旅長，山東第7師21旅旅長，晉察冀第2野戰軍獨立旅旅長，東北民主聯軍第6縱隊18師師長，遼北軍區第五軍分區司令員，東北野戰軍獨立第13師師長，第四野戰軍49軍162師師長，湖南軍區衡陽軍分區司令員——率部從山東開赴東北，又從東北進關南下直至湖南。
王兆相先後參加了承德保衛戰、第一次解放長春戰鬥、三下（松花江）江南作戰，四平攻堅戰、遼瀋戰役、衡寶戰役。
建國之後
王兆相與家人合影（1989年）新中國成立後，王兆相同志在率部剿滅湘南土匪後調入南京軍事學院學習。1952年參加了後方勤務學院（後改名為後勤學院）的組建工作，任組織指揮系副主任、 主任。1959年任高級工程兵學校校長，1961年任工程兵學院副院長、1966年任工程兵學院院長。1978年任軍委工程兵顧問，1988年離職休養。
在後勤學院任職期間，王兆相同志為研究後勤教學如何適應現代化戰爭的需要，曾赴抗美援朝戰場半年，實地考察志願軍的後勤保障工作。
在工程兵院校的領導崗位上，王兆相同志以高以的責任感抓院校全面建設，為工程兵兵種的現代化、正規化建設培養了大批骨幹。許多學員畢業後參輯核子彈、飛彈、衛星基地等重要國防工程項目的建設，還有的參加了援外工程的修建如在越南、寮國、尼泊爾、巴基斯坦修築公路等。王兆相同志還奉命組織動員工程兵學院的教員和學員積極參加各地抗洪、搶險、救災行，受到災區人民民眾的好評。
“文化大革命”中，王兆相同志遭到迫害，一度被關押和批鬥。他在極其困難的情況下不顧個人安危堅持工作，儘可能減少“文革”動亂造成的損失。
擔任軍委工程兵顧問後，他積極完成工程兵黨委交給的各項任務，曾參與對越自衛還擊作戰工程保障任務的總結工作，並經常下部隊、下工地，深入教學和科研第一線調研，為新的歷史時期工程兵部隊的全面建設提出了許多有見地的建議。
人物評價
王兆相給南梁革命紀念館的題詞王兆相病逝後，胡錦濤、習近平、郭伯雄、、梁光烈等同志分別以不同方式，對王兆相同志的逝世表示深切哀悼，對其親屬表示慰問。
王兆相同志在81年的革命生涯中，忠於黨，忠於人民，忠於社會主義祖國，具有堅定的、任何情況下毫不動搖的共產主義信念。
在陝北的革命戰爭中，他在哥哥被國民黨軍隊殺害的情況下向黨組織表示：“我哥哥犧牲了，我一定要接著幹革命，黨組織叫我乾什麼就乾什麼！”他毅然接受了創建神府紅色武裝的艱巨任務。在“左”傾錯誤的影響下，他幾次被無理撤職，甚至父親也被錯殺。但他不計較個人得失，一旦被召回領導崗位便立即指揮部隊勇戰鬥。
王兆相同志作戰勇敢、臨危不懼、指揮有方，是陝北著名的傳奇紅軍指揮員，被神府佳榆的父老鄉親譽為為民除害的“黑狸虎”，他的名字令國民黨軍隊聞風喪膽。
在抗日戰爭和解放戰爭中，他指揮部隊轉戰華北、華東、東北、中南，打了許多硬仗、惡仗，為中國人民的解放事業作出了重要貢獻。
《王兆相畫傳》封面在社會主義革命呼社會主義建設時期，王兆相同志始終保持和發揚我軍的優良傳統和老紅軍的本色，以為人民軍隊培養骨幹和人才為已任，在領導工作繁忙的情況下擔任班主任，親自為學員講課，受到過羅榮桓元帥的讚揚。在工作中，他堅持實事求是的精神，作風紮實，關心部屬，深受廣大官司兵的尊敬和愛戴。
離休後，他仍關心黨和國家大事，關心部隊建設，關心青少年的革命傳統教育，撰寫了長篇回憶錄《戰爭年代的回憶》，以及《回憶毛澤東同志》、《憶與劉志丹相處的日子》、《憶老戰友張秀山》等許多回憶文章；他積極參加社會公益活，多次為全國各地的革命紀念館損獻革命文物，為災區人民和希望工程損款損物，表現了一位老共產黨員的崇高品質和思想境界。
