Seit 1924 gehörte Poelchau zu den Religiösen Sozialisten. Er studierte Theologie und legte 1927 sein erstes Examen in Breslau ab. Nach einem Zusatzstudium an der Hochschule für Politik in Berlin promovierte Poelchau über das Thema "Das Menschenbild des Fürsorgerechts" in Frankfurt am Main. 1931 machte er in Berlin sein zweites Examen und bewarb sich im Herbst 1932 als Gefängnispfarrer in der Haftanstalt Berlin-Tegel. Am 1.4.1933 erhielt er diese Stelle. Von diesem Tag an half Poelchau den Häftlingen, vor allem den wegen ihres Widerstandes gegen die NS-Diktatur zum Tode Verurteilten als Seelsorger. Er half auch außerhalb der Zuchthausmauern aus politischen oder rassistischen Vorwänden Verfolgten und gehörte seit 1941 zum Kreisauer Kreis. Nach 1945 war Harald Poelchau am Aufbau des Evangelischen Hilfswerkes beteiligt. Er entwickelte starkes soziales Engagement für die Gefangenen und Verurteilten in Deutschland, 1949-1951 wieder in Tegel und danach als Berliner Sozial- und Industriepfarrer. Am Haus Afrikanische Straße 140 b, in dem er von 1933 bis 1946 gelebt hatte, erinnert seit dem 17.11.1988 eine Gedenktafel an sein mutiges Wirken.