原籍浙江紹興,1954年12月1日生於北京,1973年從北京招入甘肅省話劇團,當時他隻有18歲。周裏京拍的第一部話劇是曆史劇《西安事變》,扮演張學良手下的一名軍官。1978年入北京電影學院表演係本科班,後留校任教。在校學習期間即飾演《年輕的朋友》、《夜上海》、《我們的田野》等片的主角,畢業後因在電視劇《高山下的花環》中飾演趙蒙生而獲得《大眾電視》金鷹獎最佳男演員獎。曾主演和飾演重要角色的影片有:《人生》、《夜上海》、《大漠紫禁令》其中《大漠紫禁令》,獲1988年巴黎華語片雄獅獎最佳男演員獎。同時,主演了電視劇《高山下的花環》,獲1984年第二屆大眾電視金鷹獎最佳男演員獎;永妨杯、明星杯中國電視劇十大明星最佳男演員獎。他的個性氣質突出,瀟灑、冷峻、富有男子漢的陽剛之美,擅飾演剛毅威猛、百折不撓的硬漢形象,曾獲“新時期十年電影最佳男演員獎”和中國電影表演學會的首屆學會獎。
1981年,周裏京和著名舞蹈演員,《絲路花雨》中第一任英娘的扮演者傅春英在蘭州結婚,他們生了一個女兒,1994年7月6日在周裏京外出拍戲期間,傅春英在北京家中被入室行竊的歹徒殺害,那個案子當時在北京轟動一時;後來,周裏京和女軍人張巍結婚。