周德威，字镇远，小名陽五，朔州马邑人。刚开始时在武皇手下任帐中骑督，骁勇善于骑射，胆量智力都强过他人，长期在云中郡，熟悉边疆的战事，观望烟尘报警，便能推测出兵力大小，唐僖宗乾宁年中，任铁林军使，跟随武皇讨伐王行瑜，因战功升任检校左仆射，移任内衙军副。僖宗光化二年(899)三月，汴将氏叔琮率军逼近太原，有一个叫陈章的人，以勇猛知名，大家称他为“夜叉”，他对氏叔琮说：“晋人所依靠的是周陽五，我愿擒获他，请赏给我一郡。”陈章经常骑着一匹青白色的马穿着红色甲胄来和别人区别。武皇告诫周德威说“：我听说陈夜叉想抓住你求赏，你应认真防备。”
周德威说：“陈章说大话，还不知道鹿死谁手呢！”后来周德威挑战汴军，告诫部下说：“如果阵上见到陈夜叉，你们只管走开。”周德威穿着一般的衣服上阵挑战，部下假装退下，陈章策马追来，周德威从背后挥动铁木过把他打下马，活捉献上，因此而知名。
天复年中，晋军在蒲县失利，汴将朱友宁、氏叔琮逼近晋陽。这时各军还没集合起来，晋陽城中大为恐慌，周德威和李嗣昭选召精锐士兵从各座城门出击，攻打敌营，擒获斩杀，汴军应付不过来，只好退走。天..三年(906)，和李嗣昭联合燕军攻潞州，降伏丁会，以军功升任检校太保、代州刺史，代替李嗣昭任蕃汉都将。李思安侵犯潞州时，周德威在余吾驻军。这时十万汴军修筑夹城，围住潞州，城内外断绝来往，周德威用精锐骑兵逼近，屡败汴人，进军到高河扎营，派骑兵游击狙杀打柴草的汴人。汴军闭壁不敢出，从东南山口修筑甬道、栅栏和夹城相连，周德威的骑兵，推倒城墙填塞沟堑，每天作战几十次，前前后后俘斩无数。汴军的骁将黄角鹰、方骨仑山，都被活捉。
天..五年(908)一月，武皇病重，周德威退到乱柳扎营。武皇去世，四月，命令周德威回师。这时庄宗刚刚即位，周德威在外掌握重兵，很有一些没有根据的议论针对他，使得朝廷内外担心他生事。周德威到京后，独自骑马进见庄宗，趴在武皇灵柩上痛哭，哀痛得受不了，因此大家都放下心了。这个月二十四日，跟随庄宗再次援救潞州。二十九日，周德威的前军在横碾扎营，离潞州四十五里。五月一日，早晨雾气陰暗，晋军埋伏在三垂岗下，第二天，直奔夹城，攻关破垒，梁军大败，解除了潞州之围。起初，周德威和李嗣昭有私怨，武皇临死时对庄宗说“：李嗣昭竭忠尽孝不背叛我，现被重围在潞州已一年多，又似乎与周德威有隔阂，传我的命令告诉周德威，如不能解除对潞州重围，我死有遗恨。”庄宗传达遗言，周德威感动得流泪，所以全力以赴，终于破除强敌，与李嗣昭和好如初。以军功升任检校太保、同平章事、振武军节度使。
天..六年(909)，岐人进攻灵夏，派使者来求助，周德威渡黄河去接应，回师后，授任蕃汉马步军总管。七年十一月，梁军占据深、冀二州，梁将王景仁率八万人到达柏乡，镇州节度使王钅容前来告急，庄宗派周德威率领前军出井陉，驻扎在赵州。十二月，庄宗亲自出征，二十五日，进逼梁军营地，离柏乡五里路，在野河上扎营。梁军大将韩京力率领三万精兵，铠甲上都披上丝绸，金银闪烁，望去一片森然，晋军士兵害怕得变了脸色。周德威对李存璋说：“敌人结成阵势而来，看这种形势，目的不在作战，而是用兵甲炫耀一下。我军士兵突然见他们冲来，以为抵挡不住，这时如不挫败他们的锐气，我军就振作不了。”于是派李存璋对各军说“：你们看见这些敌人吗？这些汴州的英武健儿，只不过是杀猪卖酒做仆人小贩的，虚有其表，即使披上精甲，十个也当不上我们一个，足可擒获他们。”周德威亲自率精锐骑兵攻击敌军两翼，左冲右杀，反复进出。这一天，俘敌一百多，敌人渡河退走。周德威对庄宗说“：敌人骄气太盛，应该按兵不动以等待他们衰弱下去。”庄宗说：“我率领孤军，救难解困，敌军乃三镇乌合之众，应该速战速决，你想谨慎从事，我却担心这样不行。”周德威说：“镇州、定州的士兵擅长守城，对列阵野战则一向不太熟悉。我军破敌，只有依靠骑兵，平田广野，容易施展。今天逼近敌营，已让他们知道我们的虚实，这样胜负就难以确定了。”庄宗不高兴，回帐中躺下。周德威担心此事，对监军张承业说：“王想速战，用乌合之众去对付强大的敌人，可说是不量力而行。这里离敌人很近，只隔一道小河，他们如夜里用小木桥渡河，我们都将被他们俘虏了。如退兵到高阝邑，引敌人离开营地，等他们出来我们就回来，再用轻骑兵抢夺他们的粮草，不出一个月，敌人必定失败。”张承业进帐跟庄宗一讲，庄宗便放下了心。周德威找来投降的敌兵询问敌情，回答说：“王景仁下令造浮桥有好几天了。”果然不出周德威所料。二十七日，便退兵据守高阝邑。
天..八年(911)一月二日，周德威率骑兵到柏乡挑战，在村庄之间设下埋伏，派三百骑兵逼近梁军营地。王景仁带全部人马结阵而来，周德威转战而退，梁军乘势赶来，一直追到高阝邑南边。这时步兵没有排成阵列，周德威在黄河边上用骑兵列阵抵抗。中午时，两军排好阵势，庄宗问出战时机，周德威说：“汴军气盛，可以以逸待劳制服他们，如轻易与他们决战，很难抗得住。古时行军一天不超过三十里，因为担心粮食供应不上，士兵饥饿。现在敌人从远方赶来决战，即使带了干粮，也顾不上吃。天黑之后，饥渴难忍，战事又紧迫，军心既已疲倦，必然会要求退兵。乘他们劳累，以有生兵力制服他们，纵然不能大败他们，两翼的军队也会被消灭掉。按我的筹划，应在傍晚作战。”诸位将军都同意他的看法。这时梁军用魏、博士兵为右翼，用宋、汴士兵为左翼，从下午二点到四点，阵势稍稍后退，周德威指挥大军喊道：“汴军逃跑啦！”灰尘遮天，魏人收兵渐退，庄宗和史建瑭、安金全等人乘势冲其阵营，两边夹攻，大败梁军，杀戮将尽，王景仁、李思安仅得以单身逃脱，俘获将校二百八十人。
八月，刘守光僭称大燕皇帝。十二月，庄宗派周德威率步兵骑兵三万人出飞狐，和镇州将军王德明、定州将军程严等率军讨伐他。九年一月，收复涿州，降服刺史刘知温。五月七日，刘守光派骁将单廷王圭带一万精兵出战，周德威在龙头岗与他相遇。起初，单廷王圭对身边人说“：今天活捉周陽五。”临阵以后，看见周德威，单廷王圭单槍匹马追杀周德威，快追上了，周德威侧身避开，单廷王圭稍稍后退，周德威挥木过把他打下马，活捉单廷王圭，敌军大败，斩首三千级，俘虏大将李山海等五十二人。十二日，周德威从涿州进军到良乡、大城。刘守光失去单廷王圭，从此丧失势力。周德威的军队，收复许多郡城，前来投降的人不断。十年十一月，擒获刘守光父子，平定幽州。十二月，授予周德威检校侍中、幽州卢龙等军节度使。
周德威生性忠孝，感念武皇的褒扬恩遇，总想临难献身。十二年，梁将刘寻阝从洹水乘虚准备侵入太原，周德威在幽州听说后，直接率五百骑兵进入土门，听说刘寻阝军队到乐平后不再前进，周德威就赶到南宫等候梁军。起初，刘寻阝想占据临清以扼住镇、定二地运送粮饷的道路，行军到陈宋口，周德威派将军擒获几十人，都在背上砍了一刀，捆住后放掉。他们回去后对刘寻阝说：“周侍中已占据临清了。”周德威晚上急行军扼守临清，刘寻阝只得进入贝州。这时周德威如不赶到临清，胜负就很难说了。
天..十四年(917)三月，契丹侵犯新州，周德威失利，退保范陽。敌人攻城有二百天，外边援军没到，周德威安慰士兵，昼夜登城，最终保住懊城。十五年，晋军在麻口渡扎营，准备大举用兵平定汴州。周德威从幽州率军赶到，十二月二十三日，进军到胡柳陂。天亮时，骑兵报告说：“梁军来了。”庄宗询问怎么作战，周德威说：“敌人兼程赶来，营垒还没修好，我军营地已很牢固，守备绰绰有余，既然要深入敌人疆土，必须想好一个万全之策。从这里去大梁要两夜时间，敌人的家属，都在那里，人之常情，谁不会挂念家国？以我深入敌境之军，抗击激烈愤怒之敌，如不以策略对付，恐怕很难一定取胜。王只须按军不动保住营垒，我用骑兵疲扰敌人，使他们不得扎营，到晚上，粮饷供应不上，进退不得，这时乘势攻击，这就是破敌的办法。”庄宗说“：我们在黄河边上天天挑战，恨不得早点与敌交战，现在闭门不战，不是壮夫所为。”便率亲军排列出战，周德威没办法，只好随从。他对自己儿子说：“我不知会死在哪里了。”庄宗与梁将王彦章交战，大败梁军。周德威的军队在东边，梁军的游击部队袭击晋军辎重，众人惊骇，逃进周德威军中，因而混乱不成队列。周德威的兵少，不能解除混乱，父子都一起战死。在这之前，镇星犯上将，占星者说“：对大将不利。”这天晚上收兵，周德威就再没回来，庄宗痛哭着对诸将说：“丧失我的良将，是我的过错呀。”
周德威身高脸黑，笑的时候也不改容，每次列阵对敌，凛凛然有肃杀之气，中兴时期，号称名将。他死时，人人都叹惜。同光初年，追赠太师。天成中，下诏把他与李嗣昭、符存审一起配飨庄宗庙廷。晋高祖即位后，追封为燕王。儿子周光辅，历任汾州、汝州刺史。