1937年冬，闽东独立师改编为新四军第三支队第六团，叶飞任团长。王明星任一营三连连长。翌年元宵节，六团1300多人在叶飞率领下从屏南棠口、双溪出发，开赴皖南抗日前线。

1938年6月，新四军先遣支队挺进江南敌后，开辟了茅山抗日民主根据地。六团一营、二营开赴茅山地区。1939年2月，根据党中央指示，六团东进与一支队会合，打开了江南抗日的新局面。

1939年3月底，六团组建团部侦察排，王明星为排长。

6月24日黄昏，由叶飞指挥的苏州浒墅关战斗打响了。浒墅关车站位于沪宁铁路中段，是一个重要的水陆码头。日军驻守车站的平房里。王明星受命带领突击队员摸进车站，包围了日军营房，与敌展开激烈的战斗。全歼日军一个警备小队，炸毁了铁路桥，迫使铁路停止通车3天。从此，“江抗”旗帜打出去，日军大为震惊。

王明星还指挥侦察排在句容歼灭汉奸特务队；在丹阳羊寨村消灭日军42名；在丹阳城内深入大庙与城西日军营房，一举歼敌450多人，缴获8门迫击炮，21门掷筒炮，53挺机枪，战果辉煌，从此他闻名于苏南地区，被当地群众褒称为“新四军孤胆英雄”。

1939年12月，王明星回到一营三连当连长。一天晚上，一营冒着大雪急行军100多里赶到白兔镇北土村宿营。由于汉奸告密，下半夜两点多，日伪军分3路偷袭三连住地，被查哨的一排长发觉，立即鸣枪报警。王明星根据枪声疏密判断敌人进攻人数的多寡。他当机立断，率领1个排冲向后山，用闽东方言部署了各班战斗任务，果然日军只派少数兵力抢占后山高地，尚未站稳脚跟，便遭打击。占领制高点后，王明星挥兵杀回村子，用手榴弹开路，炸得日伪军尸横遍野。敌被击毙与浸死在湖中的共有五六十人。天亮时，我军清扫战场，缴获了一批枪弹。敌人不甘心失败。三连刚打扫完战场，敌摩托化部队追来。面对凶恶之敌，战士们虽然已经饿了一天，但却个个士气旺盛。王明星连长带领战士选择好有利地形埋伏下来，敌摩托队才进入我射击圈便被我歼灭。不久日军大部队继续增援，敌机轮番出动，妾图一口吞掉我主力部队，经过激战，敌军终于败退。我一营营长沈冠国英勇牺牲，上级命令王明星代理营长。

1940年2月，正值春节。一营奉命到镇江下蜀桥头袭击日军火车。下蜀铁路桥是沪宁线的交通要冲。当晚8点，从上海开往南京的敌军载货火车将经过此地。王明星召集连以上干部研究了作战方案并作了战斗部署，决定部队提前轻装奇袭，并作好一切准备，7点50分，数公里外传来了“哐”“哐”的车轮声。王明星指挥若定。火车一进入伏击圈，枪声手榴弹爆炸声响成一片。随着一声巨响，桥墩崩塌，火车头栽入桥下，脱钩的几节车厢，滚出铁轨瘫痪在路旁。未摔死的日军钻出车厢，负隅顽抗。王明星趁敌人惊魂未定，果断地下令发起冲锋，与日军展开白刃战。我军取得了巨大胜利，击毙日伪军200多名，俘获大队长以下官兵七八十名，缴获大批武器弹药和装备。

下蜀战斗的胜利，又一次粉碎了“日军不可战胜”的神话。此时，王明星提任为“江抗”二路（原新四军六团）三支队支队长。1940年2月底，他奉命到新四军军部教导队受训。他刻苦认真，被评为学习标兵。下半年，王明星率领三支队，在苏（州）常（熟）太（仓）地区坚持抗日武装斗争，在地方党组织和兄弟部队配合下，先后进行了八字桥、太平桥、葛介坝、大湾、杨园、藕渠等大小10多场战斗，大量地消灭敌人有生力量，扩大了解放区根据地。对巩固与发展苏常太地区的抗战局面起了很大作用。

1941年1月“皖南事变”发生后，“江抗”改编为新四军六师十八旅，王明星担任五十四团参谋长，在艰难困苦的情况下他仍战斗在苏常太地区。这一年7月初，日伪军开始在苏常太地区实施所谓“清乡”。王明星担任五十五团参谋长，为打乱敌伪的“清乡”部署，王明星协助团长把部队分成若干小分队，到处骚扰袭击敌人。7月中旬敌伪出动1.2万多人，分割包围抗日武装。五十五团奉命集结突围。王明星在团长牺牲后率领部队过白茆塘时，突遭日伪军袭击，部队被打散，王明星沉着地指挥突围，但寡不敌众，不幸身中数弹，壮烈牺牲。时年仅22岁。

2020年9月2日，入选第三批著名抗日英烈、英雄群体名录。