1924年7月，至广州投考黄埔军校（中国国民党陆军军官学校）第二期，被录入工兵科，1924年8月黄埔军校第二期举行学生入学典礼。邱清泉决定投笔从戎[1] ，在给父亲的信中写道：“壮士手中三尺剑，雄图胸里十万兵”。1925年9月6日，黄埔军校第二期毕业。1928年12月，升任中央陆军军官学校第七期学生队中校队长。

1934年5月参加留德考试，名列九人中的第一名。7月前往德国柏林陆军大学攻读，先至工兵专门学校接受半年入伍训练。1935年10月完成工兵学校专业训练，进入德国陆军大学。

1937年5月毕业回国，并撰写留德报告，建议现代化国防军的建设。任教导总队参谋长，参与淞沪会战及南京保卫战，城陷，至次年2月方行逃出。

昆仑关战役,邱清泉用兵神速，接到命令后，迅速率兵掉头南下，于1939年12月16日开赴战区，抢先于敌到达昆仑关以南的五塘，接着果断奇袭日军，占领六塘，截断日军退路，为中国军队取得昆仑关大捷打下了伏笔。

1939年12月19日，日军进占五塘，扑向六塘 。邱清泉在工兵专业和装甲作战方面的优势得到体现。当夜，命工兵炸毁五塘、六塘之间的大桥，中国军队从附近高地向下攻击如泰山压卵，四塘、六塘的伏兵前后夹击如排山倒海，地雷不时在日军中引爆，邱清泉的装甲部队则开足马力在敌阵中横冲直撞如砍瓜切菜。

新22师奉命迂回昆仑关，于1939年12月20日切断昆仑关的交通线。第5军于1939年12月31日攻下昆仑关，并于1940年1月18日换防之前都在昆仑关周边高地与日军激战。是役，日军第5师团第21旅团旅团长中村正雄少将阵亡，两个步兵联队与一个炮兵大队被歼灭，联队长亦阵亡，日军数千人毙命，车辆、轻重武器损失无数。日军不得不承认:“在此地带之上，蒋军比任何方面空前英勇，值得我军表示敬意”

滇西缅北战役,1944年10月19日，中国军队乘机发动第三次反攻，邱清泉亲自督战，先出奇兵迂回缅滇公路，断绝日军退路，将公路上的日军切成数断，使其不能呼应。龙陵日军见归路被断，只好弃城逃跑。1944年10月，第200师切断龙陵交通线，助国军于1944年11月3日收复龙陵。此后，邱清泉挥师沿缅滇公路推进，一路上攻城拔寨，势如破竹，最终打通缅滇公路。1944年11月攻占畹町周边要地，助第2军于11月20日收复畹町。之后第5军驻守昆明，直到第二次世界大战结束。

1949年1月10日，在淮海战役（徐蚌会战）中被解放军包围在陈官庄地区，突围时被击毙，年47岁。新中国成立以来，所出版的各种战史、回忆录等，在提到邱清泉时，都说是“击毙”。但是，时隔40多年后，又冒出了邱清泉是“自杀身亡”的说法。说邱清泉命令通信兵何永福向自己开枪，一枪击中左胸，一枪击中右胸，邱倒地，但双目未闭，自知未死，又拿枪自射两枪，均未射中身体，后因流血过多，力竭而死。