在北大上學期間， 因家庭經濟困難，與哥哥王復生以輪換教書來維持學業。1923年夏， 他接替王復生到陝西，在華縣鹹林中學任數學教員。1924年夏，應李子洲的邀請，到綏德陝西省立第四師範學校任國文教員。教學中既重視套用文寫作和民間文學的講解，又注意思想性，對《共產黨宣言》《國家與革命》中的一些名句詳加講解，且課外指導學生閱讀《中國青年》《嚮導》《共進》等革命和進步刊物。還和李子洲一起在學校成立學生會、青年協會、青年讀書會，開展各種文體活動。同年12月，王寫信給青年團中央負責人鄧中夏，推薦田伯英、白明善等15位優秀青年入團，並請求“組織S·Y地方團” 。經團中央批准，C·Y陝北特別支部於1925年2月成立，王任書記。團特支成立後，王曾派人到瓦窯堡、延安、山西汾陽等地開展建團活動，組織團員深入工廠、農村和軍隊進行反帝、反封建的宣傳活動。
在如何開展工人運動問題上，團組織內部發生了爭論。一種意見認為陝北沒有現代化工廠，工人都是從事木石勞作的手工業工匠，而且分散各地，很難組織開展鬥爭。王懋廷則認為應該從陝北的實際出發，有什麼工人就組織什麼工會，陝北城鎮苦力人數多，是一支很大的革命力量，開展工人運動是有充分條件的。他把兩種意見寫信報告中共中央職工運動委員會負責人鄧中夏。鄧中夏回信支持王的意見。於是，綏德工會很快地成立起來。木匠、鐵匠、石匠、磚瓦業、泥水業、擔水業和“腳戶自保會”等行業工會也相繼成立。這些工會組織在團結廣大手工業工人和腳戶同軍閥、廠主及豪紳進行鬥爭中發揮了積極的作用。此外，王還和李子洲、田伯英派學生深入農村幫助建立農民協會；在綏德縣城成立了平民學校。
1925年1月， 為回響中共中央和孫中山共同倡導召開國民會議的號召，王和李子洲、 田伯英、楊明軒等共同發起成立陝北國民會議促成會，在陝北9個縣成立分會11個。 他和綏師團組織利用寒假組織學生回農村開展宣傳活動，散發傳單8000多張。3月中旬，孫中山逝世的訊息傳到綏德，王與李子洲共同主持召開了有數千人參加的追悼大會，宣傳孫中山的新三民主義和聯俄、聯共、扶助農工的三大政策，號召各界民眾繼承孫中山遺志。同年五一、五四、五九(國恥紀念日)，和李子洲一起主持召開紀念會，向團員和學生進行革命傳統和愛國主義教育。“五卅”慘案發生後，率領團員和學生走出學校，到街頭巷尾遊行示威，發表演說，開展募捐。組織宣傳隊到城鄉宣傳抵制日貨，聲援上海工人和學生的反帝愛國鬥爭。?
1925年，王從陝北重返北京大學，轉入哲學系，繼續完成學業。1926年初共青團北京地方執行委員會改組，被選為執行委員，分工擔任經濟鬥爭委員會主任。是年春調任廣州黃埔軍官學校政治宣傳科科長兼政治教官，主編《黃埔日刊》。1927年3月，調任中共雲南特?委書記。?
12月，特委在昆明召開擴大會議，傳達中共“八七”會議精神，改中共雲南特委為中共雲南臨時省委，王任省臨委書記。會後，他深入到阿迷(今開遠)、蒙自、文山等地檢查指導黨的工作，和當地中共組織的負責人一起恢復農民協會，開展農民運動。
1928年2月， 王去中央匯報工作，接著赴莫斯科參加中共六大。他在會上提出黨內要切實制止盲動主義傾向，被大會採納。會後返回雲南，仍任省臨委書記。1929年底召開黨員代表大會成立省委，王當選為中共雲南省委書記。
1930年11月19日，因叛徒出賣，王在安寧長坡被捕。國民黨反革命派對他軟硬兼施，妄圖從他口中得到中共雲南地方組織的重要機密。但他堅貞不屈，在寫給父親的信中說：“兒已處此境地，如果要偷生苟活，那就要做出些無廉恥的事情，那時你兒子又有什麼臉在人世上……兒現時只有拿定主張，把身子獻給人類了! ”同年12月31日在昆明就義。
