此后两年，王洛宾以青海省政府咨议的公开身份，在青海省境内开展民歌采风工作。马步芳为其调配一辆美式吉普车与专职司机，保障出行便利。王洛宾先后前往湟源、互助、门源、共和等十余个县域，接触汉族、藏族、回族、土族、撒拉族等民族的民间歌手一百余人，使用钢丝录音机录制各类民间曲调四百余首，整理完成《青海民歌采集手稿》三十余册。
1940年春季，他在西宁城东一户土族民众家中记录婚礼相关歌曲，这段旋律成为《在那遥远的地方》的初稿素材，这首作品从初步记谱到最终定稿，前后历时五年。
1941年夏季，王洛宾在兰州被当地特务机构逮捕，此时他与妻子洛珊已办理离婚手续，独自居住在兰州黄河沿岸的民房内。相关机构以“通共嫌疑”为指控理由，既无完整证据，也未出具正式逮捕令，将其关押至大砂沟监狱。
监室面积约六平方米，地面仅铺设干草，审讯人员多次讯问其与延安方面的联系，王洛宾均予以否认。未审讯的时段，他被安排到狱中制毡作坊劳动，每日梳羊毛的时长达到十二小时。
1950年代初期，王洛宾抵达乌鲁木齐，核心工作转为新疆地区民间音乐的采录与整理。新疆民歌在调式、节拍等方面与青海民歌存在明显差异，他花费近三年时间适应不同民族的音乐特点，使用国际音标记录维吾尔语歌词的发音，再聘请专业译员逐句完成歌词翻译，确保曲调与语义的准确对应。
1953年，王洛宾改编的《达坂城的姑娘》由中央人民广播电台播出，同名唱片在西北地区发行量超过一万张。这首作品让新疆民歌在全国范围内获得广泛传播，但王洛宾本人未领取相关稿费，也未向相关部门进行追问。
1958年，新疆军区组织民间音乐普查活动，王洛宾作为核心成员参与其中，普查队伍乘坐卡车前往南疆喀什、和田、莎车等七个县域，累计记录维吾尔族民歌四百余首、哈萨克族冬不拉乐曲一百余首。
在普查工作中，王洛宾主要负责曲谱记录，同时撰写配套的调查报告，报告总字数约二十万字，内容强调民间音乐的传承核心在于演唱者的口传心授，录音与记谱手段无法完全替代原生的传承方式。这份调查报告因客观条件限制未公开出版，手稿现存于新疆军区档案馆。
此外，他1957年改编的一首维吾尔民歌中“黑云遮住月亮”的唱词，也被作为审查内容。王洛宾向审查人员说明该句为民歌原有唱词，并非自行添加，该说明未被采纳。
1960年秋季，王洛宾被押送乌鲁木齐第一监狱，编入砖窑大队接受劳动改造。1964年，监狱工作人员进行查房时，发现他藏在铺草下的一百二十余页曲谱草稿，将全部草稿予以没收并焚毁，王洛宾未因此受到额外处罚，但记录的曲谱资料全部遗失。
1976年之后，王洛宾的工作与生活处境逐步得到改善。他受聘为乌鲁木齐市中小学音乐教师开展民歌课程培训，每周授课四节，每节课的酬劳为两元。
外界将王洛宾称作“西部歌王”“民歌之父”，他对这些称谓均不接受，自费印制名片时，仅在卡片上印“一个传歌人”一行字，右下角标注住宅七位数电话号码，这个号码他能熟练背诵。有人询问称谓相关问题时，他统一表示，歌曲是老百姓世代传唱的，自己只是完成了记录与传播的工作。
对于1960年至1975年的牢狱生活，王洛宾极少主动提及，仅在资料室向年轻人讲解民歌采集方法时，顺带提及狱中回忆曲调、记录谱子的经历。他表示，在砖窑劳动的几年里无法接触新的音乐素材，只能在脑海中回忆旧有曲调，逐首梳理避免遗忘，回忆完成后用树枝在地面画谱，画完便抹平，次日再重新勾画。同监室人员询问时，他仅以“写作业”作为回应。
有记者曾追问他对当年相关人员的态度，他沉默后表示，当时的环境下，很多人不得不做出相应行为，记者进一步追问时，他不再回应。对于马步芳，王洛宾的态度始终明确，晚年接受访谈涉及青海时期经历时，他都会说明，若没有马步芳的支持，自己无法在1940年代系统完成青海民歌的采录工作。他提到马步芳不认识乐谱，但认可民间歌曲的价值，王洛宾的书桌玻璃板下压着一张马步芳签发的委任状复印件，原件在1960年被没收，至今下落不明，复印件的纸边已出现泛黄痕迹。
1990年，日本NHK电视台前往乌鲁木齐拍摄以王洛宾为主题的纪录片，摄制组跟随他前往喀什，拜访当地老歌手吐尔逊·托乎提。两人已有二十年未见面，见面后仅握手未做多余寒暄，吐尔逊拿起热瓦甫弹奏十二木卡姆片段，王洛宾闭目聆听，手指在膝盖上轻打节拍。演唱结束后，王洛宾指出第三段第二句的装饰音，与对方年轻时的演唱相比音调偏低，吐尔逊点头认可，说明因年纪原因无法达到原调。
王洛宾留下的民歌笔记经家属整理共计四十七册，时间跨度从1938年至1995年，内容涵盖青海花儿、维吾尔族民歌、哈萨克族冬不拉曲、柯尔克孜族牧歌、土族婚礼歌等，总条目超过一千二百条。每首歌曲均附带演唱者信息、采集地点、记谱日期与方言注释，家属将其中四十二册捐赠给新疆艺术学院，五册由家人留存。