李周，字通理，邢州內丘人，是唐潞州節度使李抱真的後代。曾祖父李融、祖父李毅、父親李矩，都不曾入仕做官。李周十六歲時，擔任內丘捕賊將，以豪俠仗義自詡。當時河朔群盜充斥，南北交戰，沒有援助的來往旅客不敢外出郡府州邑。有個名叫盧岳的士人，家住太原，帶著妻子兒女和箱子口袋住在客館，進退都沒有保障，只與自己的親人相對流淚，李周憐憫他，請讓幫助他們送他們回去。行經西山中，有強盜夜晚在山坡林間守候他們，射擊盧岳，射中了他的乘馬。李周大吼道「：你們是誰呢？」強盜聽出了他的聲音，相互說：「李周到這裡了。」馬上散開逃走。盧岳保全了他的行裝，完好地抵達家中。李周將要辭別回去，盧岳對李周說：「我明瞭歷數相術，善於看相卜卦，你有奇特的儀表，方臉高鼻，眉毛眼睛明朗，身長七尺，這乃是將相的身材。河東李氏將要擁有天下，你應該去事奉他，以求取寶名富貴。」李周以母親年老推辭而回。
不久梁將葛從周攻取邢、名兩州，唐武皇率兵南下，在青山口構築營壘。李周不知投靠誰好，因想到盧岳的話，便去投奔青山寨將領張污落，唐武皇獎賞他，補任他為萬勝黃頭軍使。武皇平定雲州，莊宗攻戰柏鄉，李周都有功勞，被提升為匡霸軍都指揮使。莊宗進入魏地，李周率軍屯守臨河、楊劉，所到之地與士兵同甘共苦。李周尤長於守護城池，一天因他奔赴母親的喪事，由其他將領代替防守，他走後，那座城池就將被攻陷，莊宗連忙派人前去追趕李周，讓他穿著喪服守城。莊宗北征，李周與宦官焦彥賓留守楊劉城，梁將王彥章率領幾萬軍隊前來進攻。李週日夜登城，親身抵擋飛箭流石，並派人快馬稟告莊宗，請求百里兼程，以解危難，莊宗說：「李周在城中，我擔心什麼！」便每天只走六十里路，仍不停止田獵，到達的時候，將士斷絕糧食已經三天了。等到圍困解開，莊宗對李周說：「如果沒有你多次阻擊的功勞，恐怕各位都被梁軍俘虜了。」
同光年間，歷任相、蔡二州刺史，蜀地平定後，被任為西川節度副使。天成二年(927)春節，遷任遂州兩使留後，不久正式授任節度使，不多時，辭官回朝。三年(928)秋天，外出擔任..州節度使，碰上慶州刺史竇廷琬據城違抗皇命，李周奉命討伐平定他。長興、清泰年間，歷鎮徐、安、雍、汴四州，所到的地方沒有苛政，老百姓都安居樂業。
晉高祖奪取天下後，李周再次鎮守..州，累官至檢校太師、兼侍中。到免鎮職回朝，逢上少帝臨幸澶淵，因李周是歷朝老臣，便命他為東京留守。少帝回京時，拜為開封尹。到染上疾病時，夢見焚燒旌旗鎧甲，因此而獨自感慨嗟歎，上章請求退職，不久在官府去世，時年七十四歲。詔令追贈太師，陪葬在後唐明宗徽陵的北面。