1899年5月31日出生，1914年入文水县立第一高级小学，1916年休学到平遥县当店员，1917年8月考入太原阳兴中学。1922年8月考入山西省公立法政专门学校政治经济科。在校期间，1923年5月经李毓棠加入社会主义青年团，同年9月当选为青年团太原地委执委。1924年5月担任中国社会主义青年团太原地方执行委员会书记（时称秘书）期间，由高君宇等介绍由团转党，并参与了中共山西（太原）小组的筹建工作。1925年5月18日与彭真、纪廷梓等共产党员领导了太原学生反房税的斗争，迫使阎锡山收回了强征房屋估价税的成命。同年10月后，被党组织派往莫斯科中山大学学习任课代表，结业后留校担任随堂翻译和莫斯科步兵学校中国连党支部书记。

1931年7月，中共驻共产国际代表团得知内蒙东胜旗农牧民自动起来开展斗争，决定派遣王若飞（化名黄敬斋）、田德秀（吉合，化名张其胜）、潘恩溥（化名赵必成）三人去内蒙古成立中共西北特别委员会，王为书记，潘为委员（吉合回忆说潘恩溥任组织部长），田为军事部长。由于共产国际此举被国民党特务机关所侦知，导致与田德秀同行的王若飞于10月21日在包头泰安客栈被当地警察局逮捕。潘恩溥等一行4人于10月31日行至阿拉善新设防卡（乌兰套尔盖）时也被扣捕，12月上旬被押至定远营王府所在地，被戴上脚镣羁押于狱中。8个月后，经晋商铺保据名联保，于1932年5月获释。出狱后随晋中商队回到原籍养伤，从此与党组织失去联系。

1932年后，为了生活，到阎锡山政权谋职，历任太原经济建设委员会秘书、《中外论坛》编委和俄文翻译及编辑部副主任，并州学院兼职教授、太原外国语文学校兼职俄文教师、山西省公务员战地服务团总干事、第四专员公署干部训练所教员、山西民族革命同志会陕西秋林临时执行部干事、第二战区司令部交际处俄文秘书、山西大学兼职副教授（一说担任过国民党山西省党部调查统计室通讯员）。1945年后，担任山西大学教授兼总务长、图书馆主任。新中国成立后担任山西大学教授兼任太原市中苏友好协会山西大学俄文学校校长、山西大学俄文教学指导组主任和外语系副主任等。1956年11月12日，因被怀疑所谓的“出卖王若飞”（王若飞在第二战区司令部遇到潘恩溥，误以为是潘出卖了自己并将自己的怀疑告知八路军驻第二战区办事处主任王世英。王世英据此向山西相关部门出具过王若飞怀疑潘的证明），经山西省人民检察院检批准，山西省公安厅依据王世英的“证明”以“反革命分子”罪将潘逮捕。尽管潘于1957年4月10日在《预审结束笔录》中表示事实“有些不符，如说田德秀被杀害不是事实，王若飞被捕与我无关系，请再详细调查，尚有说有些蒙古人被杀害也没有具体证明。”但此语未能引起有关方面足够重视，并就此让人们忽视了追查谁是王若飞、潘恩溥、田德秀等回国之举的真正告密者。4月23日，潘恩溥还是被山西省高级人民法院判处两年零6个月管制。1957年10月13日，又改判有期徒刑5年，剥夺政治权利两年。刑满释放后，1972年2月29日病逝。