1902年1月2日、東京府東京市下谷区谷中清水町で国文学者で国語教師でもある山内素行の長男として生まれた。名前の｢清男｣は記紀においてスサノオがヤマタノオロチを倒した時の言葉「吾が心清清し（すがすがし）」に基づく。1908年（明治41年）に栃木県尋常師範学校付属小学校に入学する。1910年（明治43年）、父素行が職を辞し東京に戻る。それにともなって清男は、早稲田尋常小学校に転校する。その時の同級生に田中美知太郎（後の哲学者、京都大学教授）がおり、以降終生の友人として接することになる。1914年（大正3年）、清男は父の勤務先でもある早稲田中学校に入学する。同じ1915年、丘浅次郎の『進化論講話』を読み進化論に興味を持った清男は、「翻訳よりも安い」という理由で『種の起源』の原著を購入し、田中らと回し読みを始める。同時に、新ラマルク説、メンデルの遺伝説、コンクリンの『遺伝と境遇』を読み、進化論への興味を発展させる。1917年、堀之内貝塚で縄文土器を採集し、初めて考古学に接する。1918年になると、当時の流行思想であったマルクス主義、無政府主義、労働組合に興味を持ち、岡田宗司と共に『資本論』『フランスにおける内乱』、クロポトキンの『相互扶助』などの洋書を読んでいる。しかしこれらに対して山内は批判的で、特に『相互扶助』については「生物学的に無価値だ」とまで言い切っている。9月には、谷川磐雄（後の大場磐雄）と出会い、12月に人類学者である鳥居龍蔵の元を訪れている。以後、山内は鳥居を師として人類学・考古学の研究を続けることになる。
株式会社アールアールジェイより『銀河英雄伝説 -朗読-』のタイトルで、2013年6月よりAndroid・iOSインストール機器向けとして本伝・外伝をすべて朗読アプリ化して順次リリース（現在ではキクボンという朗読配信サイトにて配信中）。こちらは、田中芳樹事務所より公認を受けた朗読音源となる。株式会社アールアールジェイ代表橋満克文により企画が立ち上がった当時、有限会社らいとすたっふ代表の安達裕章はブログにて『「本気ですか?」というよりは「正気ですか?」と聞きたくなった』と記している。2014年11月19日に外伝5巻の朗読アプリのリリースが終わり、kikubonとアプリ共に配信が完了して朗読版は完結した。独唱形の朗読は、声優である下山吉光が行い、約8000分の朗読時間となった。全部聞くのに5日半かかる大作である。一通りオーディオブック化が完了した後は、OVA・アニメにて制作できていなかった原作の音源化に取り掛かり、3つの企画に取り組み完成させた。朗読は1章100円から聞くことができる。朗読を行った下山吉光は『銀河英雄伝説 DIe Neue These』のナレーションも担当している。
2017年、中国の映像制作会社「稼軒環球映画会社」により3部作の実写として映像化されることが発表された。第1作の公開は2020年を予定している。
2011年から2015年にかけて舞台「銀河英雄伝説」実行委員会により上演された舞台 銀河英雄伝説と、舞台「銀河英雄伝説」制作実行委員会により2018年から上演されている舞台「銀河英雄伝説 Die Neue These」の2シリーズが存在する。
1931年、東北人民革命軍密山遊撃隊隊員。1934年、東方勤労者共産大学とレーニン学院に留学。1935年4月、王を含む7人が選抜され、空軍医院で身体検査を受ける。1935年9月、チカロフ空軍第3航空学校に入学。1939年4月に卒業した。同年5月、劉風、李凡、王春と共にソ連から帰国して新疆省で活動。中国共産党駐新疆弁事処で設立された航空理論訓練班で学習。1940年、中国共産党中央委員会の指示で延安に行き、同地で航空活動に従事。1941年1月、機械工程学校が設立されると、劉風と共に助教となり、飛行訓練課を担当。同年10月、工程学校は抗日軍政大学第三分校と合併して工程隊となり、王は助教を担当した。1943年11月、中央軍事委員会作戦部空軍組（組長：王弼、副組長：常乾坤）参謀。1944年5月、第18集団軍総参謀部航空組（組長：王弼、副組長：常乾坤）組員。1945年9月、中央の指示により、航空学校創設員として王弼、劉風、蔡雲翔と共に東北部に赴く。1946年5月、東北民主連軍航空学校飛行教官訓練班を受ける。1947年春、帰国。1948年9月18日、第25飛行連隊長。1949年8月16日、第11飛行師団長。1950年5月末、作戦局長兪成哲上級大佐の要請でソ連軍顧問の作成した作戦計画の翻訳に携わった。1951年1月、航空司令部が発足すると司令官に任命。同年3月15日、遼寧省安東（現在の丹東市）に置かれた中朝空軍連合司令部の第一副司令員を兼任する。1952年末、金浦飛行場を夜間襲撃するように命令を受けるが失敗に終わり、作戦結果を虚偽報告した理由で司令官を解任される。後任には海軍司令官の韓一武がついた。1958年、クーデター計画の容疑で逮捕される。その後の消息については不明。