熊伯涛早年就读于私立前川中学高中班。
1926年11月加入中国共产党。参加农民运动,曾任县农民协会执行委员,驻县东、县北办事处主任。
1927年11月入冯玉祥部军官学校学习。
1929年8月任排长、连副。
1931年12月参加宁都起义,参加中国工农红军,任红五军团第十四军第四十一师司令部作战科科长。1932年2月任该师第一二二团团长,6月任红三军第八师参谋长,11月任红一军团第三十一师参谋长。1933年3月任第十一师参谋长,8月任红一军团第二师司令部作战科科长、代理参谋长。参加了中央革命根据地第四、五次反“围剿”作战。
1934年10月随中央红军长征,任红一军团教导营军事教员。
1935年8月任第一师司令部教育科科长。
1936年5月任第二师司令部作战科科长,9月任师参谋长。参加了东征、西征战役。
抗日战争初期曾任八路军一一五师独立营参谋长、晋察冀军区第一支队兼第一军分区参谋长。
1938年6月任第四支队兼第四军分区司令员。
1941年起任晋察冀军区司令部参谋处处长、抗日军政大学第二分校教育长。
1943年入延安中央党校学习。
1944年11月任河南人民抗日军参谋长。参加建立、巩固、发展晋察冀抗日根据地,坚持敌后抗日游击战争。
解放战争时期参加东北战场和进军中南的多次重要战役战斗。
新中国成立后,历任军委公安部队副参谋长、北京卫戍区副司令员、中国人民解放军公安部队副司令员、第二炮兵顾问等职。
1955年被授予少将军衔和二级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。
1975年10月21日因病在北京逝世。