周瑜出身大族，他的堂祖父周景、堂叔周忠，都官居太尉之职。其父周异，曾任洛阳令。周瑜本人身材高大、相貌俊美，志向远大。初平元年（190年），孙坚兵讨董卓时，他家人住在寿春，当时孙坚长子孙策在江淮一带很有名气。周瑜慕名前去拜访，劝孙策带母亲弟弟移居庐江舒县，孙策听从了他的意见。周瑜让出路南的大宅院供孙家居住，且登堂拜见孙策的母亲，两家交好。兴平二年（195年）周瑜前去探望身为丹阳太守的从父周尚。正好孙策率军入历阳（今安徽和县西北），将要东渡长江，于是写信给周瑜。周瑜率兵迎接孙策，给他以大力支持。孙策十分喜悦，说：“我有了你，事就成了。”
于是，周瑜随从孙策先克横江（今安徽和县东南长江北岸）、当利（今安徽和县东，当利水入江处），接着挥师渡江，进攻秣陵（今南京江宁秣陵关），打败了笮融、薛礼，转而攻占湖孰（今南京江宁湖熟镇）、江乘，进入曲阿（今江苏丹阳），逼走刘繇。当时孙策部众已发展到几万人。他对周瑜说：“我用这支队伍攻取吴郡、会稽郡，平定山越，已经足够了，你回去镇守丹阳。”
于是，周瑜率部回到丹阳。不久，袁术派其堂弟袁胤取代周尚任丹阳太守，周瑜随周尚到了寿春（今安徽寿县）。袁术发现周瑜有才，便欲收罗周瑜为已将。周瑜看出袁术最终不会有什么成就，所以只请求做居巢县长，欲借机回江东，袁术同意了周瑜的请求。周瑜在做居巢县长认识了鲁肃，认为他非同寻常，就主动与他相交，两人建立了如同春秋时公孙侨和季札那样牢不可破的朋友关系。建安三年（198年），周瑜和鲁肃一块同行回到吴郡（今江苏苏州）。孙策闻周瑜归来，亲自出迎，授周瑜建威中郎将，调拨给他士兵两千人，战骑五十匹。此外，孙策还赐给周瑜鼓吹乐队，替周瑜修建住所，赏赐之厚，无人能与之相比。孙策还在发布的命令中说：“周公瑾雄姿英发，才能绝伦，和我有总角之好，骨肉之情。在丹阳时，他率领兵众，调发船粮相助于我，使我能成就大事，论功酬德，今天的赏赐还远不能回报他在关键时刻给我的支持呢！”
周瑜时年二十四岁，吴郡人皆称之为周郎。因庐江一带，士民向来佩服周瑜的恩德信义，于是孙策命他出守牛渚、后来又兼任春谷长。建安四年（199年）孙策要攻打荆州，拜周瑜为中护军，兼任江夏（治湖北新州西）太守，随军征讨。十二月，孙策率周瑜等人攻破皖城，虏获袁术刘勋家人及他们部下的男女亲族。其中桥公二女皆国色天姿。孙策自纳大乔，周瑜纳小乔。孙策对周瑜说：“桥公之女，虽经战乱流离之苦，但得我们二人作女婿，也足可庆幸了。”
接着进攻寻阳，败刘勋，第二年年初讨江夏，又回兵平定豫章（今江西南昌）、庐陵（今江西吉安）。周瑜留下来镇守巴丘。建安五年（200年）四月，孙策遇刺身亡，时年26岁，临终把军国大事托付孙权。孙权统业时，年龄尚小，只有会稽、吴郡、丹阳、豫章、庐陵数郡，其偏远险要之处也尚未全附。天下英雄豪杰散在各个州郡，并未和孙氏建立起君臣之间相互依赖的关系。张昭和周瑜等人认为孙权能与他们一起成就大业，所以倾心服侍他。周瑜从外地带兵前来奔丧，留在吴郡孙权身边任中护军，同长史张昭共同掌管军政大事。当时孙权只是将军，宾客礼节都很简单，唯独周瑜用君臣的礼节表达对孙权的支持。周瑜一次对鲁肃说道：“过去马援答复光武帝说过，‘当今之世，非但君择臣，臣亦择君’。如今我的主人孙权亲信贤人智士，接纳奇才异能，我听说古代哲人的神秘论证，接承天命替代刘氏者，必定起于东南，推算历数观察形势，最终会造建起帝王基业，与天命相符合，也正在东南。现在正是有识有志之士归附英杰的时代。我正通晓此理啊！”
并向孙权推荐鲁肃，说他有才干，可为辅佐之臣。建议孙权应该多方搜罗鲁肃这样的人才，以成就大业，不能让他们流散外地。曹操在官渡之战打败袁绍后，在建安七年（202年），下书责令孙权送人质到曹操这里。孙权便召集群臣会商。大臣们众说纷纭，张昭、秦松等重臣犹豫再三，不能决断。孙权本意不想送人质。于是，他只带周瑜一人到母亲面前议定此事。周瑜分析利道：“当年楚君刚被封到荆山的边上时，地方不够百里。他的后辈贤能，扩张土地，开拓疆域，在郢都建立根基，占据荆扬之地，直到南海。子孙代代相传，延续九百多年。现在将军您继承父兄的余威旧业，统御六郡，兵精粮足，战士们士气旺盛。而且，铸山为铜，煮海为盐，人心安定，士风强劲，可以说所向无敌，为什么要送质于人呢？人质一到曹操手下，我们就不得不与曹操相呼应，也就必然受制于曹氏。那时，我们所能得到的最大的利益，也不过就是一方侯印、十几个仆人、几辆车、几匹马罢了，哪能跟我们自己创建功业，称孤道寡相提并论呢？为今之计，最好是不送人质，先静观曹操的动向和变化。如果曹操能遵守道义，拯救天下，那时我们再归附也不晚；如果曹操骄纵，图谋生乱玩火必**，将军您只要静待天命即可，为何要送质于人呢？”
周瑜这番话，说到了孙权心里。孙权的母亲也认为该这样做，她对孙权说：“公瑾的话有道理，他比你哥哥只小1个月，我一向把他当儿子对待，你该把他当成兄长才是。”
孙权便没给曹操送人质。孙权每次下赐周瑜，一年到头都有一百件衣服，当时没有那个将领能与周瑜相比。对于孙氏，周瑜也说得上忠贞不二。《江表传》记载，曹操想使周瑜为自己所用，曾派善于辩说的蒋干前去游说周瑜， 周瑜既十分坚决的回绝了蒋干。天下的士人，因此愈加佩服周瑜。不久黄祖的将领甘宁前来归降，周瑜和吕蒙一起推荐他，因此受到了孙权的重用。建安十一年（206年），周瑜率孙瑜等讨伐麻、保二屯，斩其首领，俘万余人。江夏太守黄祖遣部将邓龙率数千人进攻柴桑，周瑜率军反击，俘虏了邓龙。建安十三年（208年）秋天，曹操率军南侵，占领荆州，曹操向孙权进逼。大军压境之际，孙权本意与曹操一战，向下询问计策。然而孙权的大臣们出现了主和、主战两派，重臣谋士张昭和秦松更是支持投降曹操。于是鲁肃劝孙权招回在鄱阳的周瑜。周瑜回到孙权身边，向孙权分析曹操与孙权两军的胜败关键，先是指出：曹军远途跋涉，疲惫不堪；天气寒冷，马没有草吃；北方人惯习陆战不擅水战，水土不服；马超、韩遂尚在关西，为曹操的后患。既而进一步分析了曹军的实际力量，指出来自中原的曹军不过十五六万，而且所得刘表新降的七八万人，人心并不向曹。孙权感叹道：“曹操想要废汉自立很久了，只是忌讳二袁、吕布、刘表和我罢了。现在只留下我，我和曹操势不两立，你所说的话甚合我意，这是天把你赐给我了！”
孙权最终下定决心，拔剑砍掉桌子一角，说：“再有敢说投降的人，就像这个桌子一样！”
孙权命周瑜及程普等领三万人抗曹，途中在赤壁两军遇上，曹操军因有疾病，又不习水性，初战便败退，曹操引军至江北。周瑜便与刘备军在南岸设营，双方对峙。周瑜部将黄盖建议用火计将曹军打败，周瑜认为可行，命黄盖诈降。曹操果然中计，船舰全被烧毁，曹操北还南郡。周瑜又与程普进军南郡，和曹仁隔江相持。两军尚未交锋，周瑜先派甘宁前去占据夷陵。曹仁分出一部分兵马包围了甘宁，甘宁向周瑜告急。周瑜采用了吕蒙的计谋，留下凌统守卫后方，率军驰援夷陵，大破曹军于夷陵城下，所杀过半。曹军乘夜逃走，途经木柴堵塞的险路，无奈，骑马者皆弃马徒行。周瑜率兵追赶截击，获得战马三百匹，军威大振。周瑜率兵屯驻北岸，约定日期大战曹仁。周瑜亲自骑马督战，被飞箭射中右胁，伤势严重，退兵回营。曹仁闻周瑜卧病在床，亲自督帅士兵上阵攻击吴兵。周瑜奋身而起，巡视各营，激励将士杀敌，曹仁只好退走。孙权任命周瑜为偏将军，兼仁南郡太守，并把下隽、汉昌、州陵三个县作为他的奉邑，让他屯兵于江陵。赤壁之战后，周瑜向孙权献计软禁刘备，直接管理刘备阵营的军队部属，孙权认为曹操在北方仍需牵制，又认为刘备恐怕难以控制，所以没有采纳。建安十五年（210年），孙权批准了周瑜提出征伐益州的方案，但在周瑜赶回驻地江陵，准备出征的路上时得了重病，最终卒于巴丘（今湖南岳阳），时年三十六岁。孙权听闻哭泣道：“公瑾有王佐之资，然而寿命短促，我还能依赖什么呢？”
又亲自穿上丧服为周瑜举哀，感动左右。周瑜的灵柩运回吴郡时，孙权到芜湖亲迎，各项丧葬费用，全由国家支付。孙权称帝后，对公卿说：“如果没有公瑾，我是当不上皇帝的。”