1928年5月，王泰吉参与领导渭华起义，任西北工农革命军参谋长。他和唐澍、刘志丹等人一起领导这支千余人的革命武装，与当地的农民运动相结合，打土豪、分粮食，协助地方党组织在东起少华山、西到临潼县、北到渭北、南至秦岭的100多平方公里的区域内，建立了红色政权。

　　起义再次失败后，王泰吉只身到河南南召县，从事秘密革命活动。不久被捕，被押往南京。虽与党组织失去联系，但并未动摇他的革命信念，反动当局施以刑讯折磨，他也毫不屈服，并在狱中写诗明志：“南京被押己巳年，蚤虱围攻何足怜。翻身消灭尔丑类，革命精神炼愈坚”“三尺榻上不容睡，五步室内寄余身，狂吟将伯君毋躁，独对铁窗思好音。”

　　1930年王泰吉经杨虎城保释出狱，在杨部任第十七师补充旅副旅长兼参谋长。

　　1933年11月，陕甘边特委、临时总指挥部党委决定，将所属部队改编为中国工农红军第26军第42师，王泰吉任师长，率部开辟以南梁为中心的陕甘边根据地。

　　1934年1月，为了扩大革命武装力量，王泰吉主动要求去豫陕边做兵运工作，途经陕西淳化通润镇时被捕。被关押期间，任凭敌人软硬兼施，威逼利诱，王泰吉都未失共产党员的气节，还在拘留室的墙壁上留下了豪气干云的诗句：“几经奋起几颠沛，愧无良平智量深，引颈辞世诚快事，瞑目庆祝红旗飞。”王泰吉在知道自己将不久于人世后，恳切地对杨虎城部队旧友们说，希望十七路军能为全国的团结抗日事业出力。3月3日，王泰吉被秘密杀害于西安西华门“绥靖”公署军法处的大院内，年仅28岁。