王光美出生世家，父親王槐青畢業於日本早稻田大學，曾任北洋政府農商部工商司長，母親出身天津富商家庭，受教於北洋女子師範大學，在家中王光美排行第七，前六位都是哥哥，後四位都是妹妹，其中她與哥哥王光英歲數最為接近，自幼親密無間。雖然是出生豪門，但王光英和王光美等幾兄妹早年就加入了中共組織，王光美更成為了新中國國家主席的妻子。
王光美在近年接受記者採訪時才談到和劉少奇的情緣。她透露，1946年國共在北平（現北京）和談，當時她在北平輔仁大學任教被推薦擔任中共代表團的英文翻譯，1947年國共和談破裂，中共代表團撤回延安，王光美也被美軍的運輸機送到延安，在延安認識了當時已是中共主要領導人的劉少奇。
當時劉少奇已和第五任妻子王健離婚。王健本是朱德夫婦介紹給劉少奇的，因王健嚴重健康問題兩人的婚姻維持了很短時間就結束了，朱德夫婦深感對不住劉少奇，於是他們與其它中共領導人共同撮合了王光美與劉少奇的姻緣。
據王光美表示，真正認識少奇，或者說對他產生敬意，是因讀到劉少奇的《論共產黨員修養》。後來一次被通知去見劉少奇要談話，劉直接說要「讓我跟他上晉察冀，這話裏有話，就這麼含蓄的。」劉少奇和王光美沒有談什麼工作，而都是談自己的家庭情況，當時王光美還覺得很奇怪。到後來要談婚事時，王光美還覺得自己「政治落後」。
1948年兩人在西柏坡結婚，至1966年文革前度過了一段美好的時光。「文革」開始後，劉少奇和王光美先後被批鬥。王光美承認，他曾想過自殺，當兩人被逼分離前，劉少奇曾對她說「不能自己做結論」，於是她即使在獄中呆了十二年還是堅持了下來。
