曾任北京市公安局石景山分局模式口派出所所长(副处级),北京市石景山分局治安处处长,北京市石景山分局纪检组组长、督察长、纪委书记、副分局长。
2009年08月,任北京市公安局东城分局副局长。
2015年12月,任北京市公安局勤务指挥部主任。
2016年12月,任北京市朝阳区副区长。
曾任北京市朝阳区人民政府副区长,北京市公安局朝阳分局党委书记、局长。
2016年12月30日,北京市委组织部发布了2016年9-10月重要的人事任免,牛国泉任北京市朝阳区人民政府副区长,北京市公安局朝阳分局局长,不再担任北京市公安局勤务指挥部主任职务。[1]
2020年3月18日,中共北京市委组织部发布干部任前公示,牛国泉拟任北京市公安局党委委员,提名为北京市公安局副局长人选。[2]
2020年4月23日,朝阳区第十六届人大常委会举行第二十七次会议,会议接受牛国泉辞去朝阳区人民政府副区长的请求。[3]