Joseph Rowntree Foundation sade att antalet barn i arbetande familjer i fattigdom ökade med 22 000 mellan 2003 och 2013.
Verkställande direktör Julia Unwin sa att åtgärder för att hjälpa pensionärer uppvägdes av en "orolig ökning" av arbetande människor som kämpar för att "göra slut på situationen".
Den brittiska regeringen sade att dess plan för en nationell levnadslön skulle hjälpa människor.
"Arbete är den bästa vägen ut ur fattigdom och sysselsättning i Wales är på rekordnivå", sade en talesman.
En talesman för den walesiska regeringen tillade: "Trots de senaste förbättringarna av den walesiska ekonomin inser vi dock att fattigdom bland förvärvsarbetande är en växande fråga och arbetar hårt för att stödja låginkomsthushåll och leverera mer välbetalda jobb för den walesiska ekonomin.
"Vi hjälper fler vuxna att få heltidsanställning, hjälper andraförsörjare att arbeta och förbättrar också människors kompetens så att de kan utvecklas på arbetsplatsen."
Människor klassas som fattiga om deras hushåll tjänar eller får mindre än 60 % av den nationella genomsnittsinkomsten på omkring 450 pund per vecka, justerat för familjens storlek.
Låga löner och knappa arbetstider driver arbetande familjer och ungdomar in i fattigdom i Wales, hävdar en ny rapport.