吳信泉，1912年3月26日生於湖南省平江縣長壽區何家段村，1927年參加平江農民赤衞隊，1930年參加中國工農紅軍，同年加入中國共產黨。
參加了中央蘇區第一至第五次反''圍剿''作戰和長征。到達陝北後，任紅15軍團第75師特派員、師政治部主任。
抗日戰爭初期，任八路軍第115師第344旅第688團政治處主任、第687團政治委員。同年5月奉命率部南下華中支援新四軍，任新四軍第3師第8旅政治委員，蘇北軍區淮海軍分區司令員兼政治委員。
抗日戰爭勝利後赴東北，任新四軍第3師獨立旅旅長兼政治委員，東北民主聯軍第2縱隊第6師師長兼政治委員、縱隊副司令員兼參謀長。
1949年任第四野戰軍第39軍政治委員，率部參加了平津、衡寶、廣西等戰役。在向中南進軍中，一路連戰連捷，把勝利的紅旗一直插到祖國最南部的邊陲重鎮——鎮南關。
1950年參加抗美援朝，先後任中國人民志願軍第39軍軍長、西海岸防禦指揮部副司令員。參加了第一至第五次戰役，指揮部隊連創“四個第一”。
在第一次戰役中，指揮部隊激戰雲山，首開中美軍隊現代歷史上第一次交鋒的紀錄，重創號稱自美國獨立戰爭組建以來160多年從無失敗紀錄的美國王牌部隊——騎兵第1師。殲以美國為首的“聯合國軍”2000餘人，其中美軍1840餘人。
在第二次戰役中，組織部隊在給“聯合國軍”以沉重打擊後，抓住戰機，全線追擊，指揮第116師率先進入平壤，成為志願軍第一支進入平壤的部隊，朝鮮民主主義共和國首都平壤從此再未落入敵人之手。
在第三次戰役中，指揮部隊再拔頭籌，率先攻入漢城，先頭部隊佔領南朝鮮總統府。
第四次戰役開始後，指揮部隊激戰東線，第117師在向橫城勇猛穿插的作戰中，殲敵3300餘人，其中俘美軍800餘人，創志願軍一次戰鬥生擒美軍人數最多的紀錄。
1953年回國後，任東北軍區副參謀長，瀋陽軍區參謀長。1957年入軍事學院學習。1960年至1982年任人民解放軍炮兵副司令員。
是第四屆全國人大代表，中共第十二屆中紀委委員。1955年獲二級八一勳章、一級獨立自由勳章、一級解放勳章。1988年獲一級紅星功勳榮譽章。1992年4月2日在北京逝世。