王子元少年时在家习读“四书”“五经” ，并随英国传教士研读圣经，学习英语。以后报考西安三秦公学，因考试成绩优异，英语特别突出，被该校聘为英语教师。青年时期为寻求救国道路，广交进步青年及革命人士，与三原于佑任、富平胡景翼结下革命友情。为保护辛亥革命的胜利果实，1918年与胡景翼等组织陕西靖国军，任外交处长，密赴上海市接于佑任返陕，沿途多驻足当地教会。于佑任平安归抵三原，出任靖国军总司令。同年冬又代表靖国军赴上海谒见孙中山，经孙中山介绍加入中华革命党，后聘为总统府咨议。1921年靖国军进入困境，孙中山遣王子元回陕，做靖国军与冯玉祥之间的联络工作。1922年靖国军失败，王子元等护送于佑任经四川赴沪。归陕后，参与地方教育改革，主持两所教会学校---崇真书院和美丽书院合并，创建了陕西第一所男女合校的崇美中学，著名历史学家武伯纶在该校上学。为继续深造，王子元1924年赴北京，借读北京大学，住北京检阅使冯玉祥将军处，受冯玉祥、胡景翼之约参加推翻曹锟政府，驱逐溥仪出宫的北京政变。事后冯玉祥被迫任西北边防督办，兼任甘肃省督办。冯任命王子元为华亭县长，王在任期间，支持了冯玉祥、于佑任“五原誓师”东进讨伐北洋军阀的义举，解西安围困。1927年，受冯玉祥之命，赴河南出任豫西和豫北行政长官，并修通豫陕公路，沟通西北与中原交通。1928年，青海省建制，冯任命王子元为青海省民政厅长，代行青海省长职务（时孙连仲省长未到任），对青海省建设做了大量工作，主持编写了《玉树开拓计划》和《现代青海》等专著。1930年马步芳在蒋介石支持下主政青海，王即离开青海返回陕西。