周必大字子充，又字洪道，其祖先是郑州管城人。祖父周诜，宣和年间在庐陵任副职，因此定居在这里。父亲周利建，是太学博士。年少时就特别杰出，父亲死后，他被寄养在外祖母家，母亲亲自督促他学习。
绍兴二十年(1150)，周必大考中进士，被授予徽州户曹之职。周必大考中博学宏词科，任建康府教授。周必大拜官太学录，被召去应试馆职，高宗读了他的策文，说：“是个负责起草诏书的人才。”周必大任秘书省正字。馆职恢复由朝廷诏试从此开始。周必大兼国史院编修官，拜官监察御史。
孝宗即位后，周必大拜官起居郎。直接到皇上面前奏事，皇上说：“我过去看过你写的文章，把你的近作拿来看看。”皇上当初亲临经筵，周必大奏道：“经筵并不是分析文章讲解句子的地方，想从容不迫地了解情况，增益于圣德，就要探求治理之本。”开始，左右史很久没有任命人担任，史事记载被中断、累积，周必大请求必须记下君臣们的言行举止，他日夜兼程修史，每月一次呈给皇上看。于是皇上命令周必大兼编类圣政所详定官，又兼权中书舍人。周必大在经筵侍讲，曾论及边境之事，皇上为蜀感到担忧，周必大回答说：“蜀中百姓受困苦已很久了，希望陛下颁布安抚令，要使政局稳定应减少赋税。”周必大应皇上诏令奏上十件事，都切中时弊。
周必大暂代给事中，封驳政令之失当，不任用权贵、宠臣。翟婉容对官吏进行升调时违反了有关法令，周必大竭力争执，认为不妥。皇上说：“原以为你只会写文章，没想到你如此刚强正直。”金索取讲和时的旧礼，周必大一一上奏，请求端正敌国之称呼，金国为之气沮。
曾觌、龙大渊被皇上宠幸，台谏官交替弹劾他们，一起被调任知..门事，周必大与金安节不书写备案录黄，并奏道：“陛下对于政府侍从，想罢就罢，想贬就贬，唯独对这二个人委屈迁就，这样恐怕公众的议论会纷纷而至不得停止。”第二天皇上宣布手诏，说：“给事中、中书舍人为人煽风点火，太上皇时的小事情，怎么可以乱说。”周必大进宫谢罪道“：如此看来，那是我没有像侍奉太上皇一样侍奉陛下。”周必大退朝待罪，皇上说：“我知道你很尽职，只是想破除朋党、端正纲纪。”十天后，皇上重申以前的任命，周必大阻止不了，于是请求任宫观官。
很久后，周必大被差遣任南剑州知州，又改为提点福建刑狱。周必大进宫回答皇上的提问，希望皇上令中外各地举荐文武人才，分别把他们的长处记在一本册子上，藏于禁中，以备缓急之用。周必大拜为秘书少监、兼直学士院，兼任史职。郑闻起草，周必大定稿，最后由皇上修改，这是模仿汉宣帝时的制度所为的。于是上奏说“：陛下根据汉宣帝时的例子，亲自制定赞书，明确表示自己的好恶。我看西汉时所说的国家大臣，乃是浅陋朴实的周勃，缺乏文采的汲黯，不学无术的霍光。至于公孙弘、蔡义、韦贤，号称儒者，只是拿俸禄保全地位，所以汉宣帝说俗儒不合时宜。如果宣帝了解真正的儒士，怎么会把他们混淆呢？希望陛下平心观察，不可有轻视儒士的名声。”皇上喜爱他论述精辟，知识广博，想与他日夜讨论文章。
高宗要加尊号，周必大说：“太上皇万岁，而绍兴末年所议之文及近来上的表使用嗣皇帝的称呼不妥。按照建炎年间遥拜徽宗表，以及唐宪宗献给唐顺宗尊号的册文，都称皇帝。”决议于是定下。赵雄出使金朝，要携带国书，朝廷讨论受国书的礼节。周必大立即具体草拟，大致内容是：“尊卑名分之定，有人计较等级、威风；叔侄亲戚关系，难道还计较是坐着还是站立。”皇上赞赏地说“：我未曾告诉国书的内容，而你能道出我心中所想，真是真正的人才呀。”
周必大兼权兵部侍郎。奏请敬重侍从以储备将相之才，增设台谏官以广开言路，选择监司、郡守以补充郎官之不足。不久，周必大暂代礼部侍郎、兼直学士院，同修国史、实录院同修撰。
一天，皇上令周必大同王之奇、陈良翰到选德殿回答问题，皇上从袖中拿出手诏，举出唐太宗与魏征关系之例，询问他在位久，而功绩未成，治政的好坏，他自己不能发觉的解决办法，命令周必大等人尽言是否。周必大一一陈述“：陛下训练士兵以图谋恢复国土而将领多次更换，这是用将的法则未掌握好；选择人戍守郡国而郡守多次变换，这是把责任落在实处的方法不完善。各州官吏，一下子上任一下子罢职，婺州四年而地方官换了五次，平江四年换守臣四次，更有甚者秀州一年而四次换守臣，官吏奸邪如何得以考察清楚，百姓疾苦怎么可能得到缓和！”皇上认为他的话很对，于是革除了这二种弊端。江湖二州干旱，周必大请求捐出南库钱二十万代民交税，皇上很赞赏。
周必大兼侍讲，又兼任中书舍人。不久，他辞去直学士院之职，得到批准。张说再次拜为签书枢密院，给事中莫济封驳回录黄，周必大奏道：“过去全朝廷的人都认为张说这个任命不适合，陛下自己也知道错了而加以制止了。未到一年，这个任命又下发。贵戚参预政事，公私两方面都受到损失，我不敢草拟此令。”皇上批示：“王日严立即撰写任命书。莫济、周必大降为宫观官，傍晚离开国都。”张说公开奏章的内容，让被弹劾者知道，又荐举莫济、周必大二人，于是莫济被派往温州任职，周必大到建宁府任职。莫济接到任命立即离朝，周必大到丰城后称病而归，莫济听说后很后悔自己的行动。周必大三次请求一宫观职，因此名气更大了。
时间过了很久，周必大拜官敷文阁待制兼侍读、暂代兵部侍郎、兼直学士院。皇上安慰他说：“你不迎合别人，不附会权贵，我十分倚重你。”周必大拜为兵部侍郎，不久兼任太子詹事。他上奏说“：太宗储备人才为真宗、仁宗所用，仁宗储备人才为英宗、哲宗所用。自从章..、蔡京打击了士气后，最终导致外族入侵之祸。秦桧嫉妒刻薄，驱逐人才，其弊端遗留至今。希望陛下在闲暇之时储备人才。”
皇上一天亲临..场，周必大说：“我固然知道陛下不会忘记检阅战备，然而太祖二百年的天下，其希望在于圣上的勤勉，希望皇上自爱。”皇上脸色大变说：“你的话很忠心，是不是为了预防衔橛之变？我正以国仇未报、耻辱未雪为念，不想自寻安逸。”周必大升兼侍读，改任吏部侍郎，拜为翰林学士。
天上下了很长时间雨，周必大奏请减少后宫供给，松缓对浙郡长期以来积欠的租税的逼责，令省部讨论对百姓抚恤之事。内直宣引，上责说：“金星靠近前面的星，武士踢..，太子参与，我们很担心。”皇上让周必大把这些话转告太子，周必大说：“太子是人子，陛下令他驱驰，我怎么敢劝他违抗命令，陛下不要命令他就可以了。”
周必大乞求回乡，未得到批准。皇上想召人为他分担职责，于是问周必大：“吕祖谦能写文章吗？”周必大回答说：“吕祖谦的涵养很深，了解典故，不仅仅工于文字。”周必大拜为礼部尚书兼翰林学士，升为吏部兼承旨。皇上令礼官讨论明堂典礼，周必大提出祭天与祭地分别举行的意见。周必大受旨撰写《选德殿记》及《皇朝文鉴序》。周必大在翰苑近六年，制命文字温和、雅致，考虑事情周到、全面，是一时文学侍从之臣中的第一人。有人说他再次入翰苑任职，实际上是曾觌所荐，而周必大不知道真相。
周必大拜官参知政事，皇上说：“执政与宰相，本来应当和睦而又有不同之处。在这之前宰相论述某事，而执政再没有什么可补充的了，这是为什么？”周必大说：“大臣本来应该相互支持或反对。自从秦桧当权后，执政不敢讲一句话，以后于是成为理所当然。陛下虚心请教抛开自己的尊严，大臣哪敢自以为是？只要小事不敢隐瞒，那么大事又有什么理由要隐瞒。”皇上深以为然。天久旱，皇上手诏求直言。宰相认为此诏令一下，各州郡都会乞求赈济，如何应付，于是约周必大一起上奏反对此令。周必大说“：皇上想了解下面的情况，而我们却要加以阻拦，怎么可以堵塞公众的言路呢？”
有人借助后妃的引荐请求为郎官，皇上把此事交给给事中与中书舍人处理，周必大说：“台谏、给舍与三省互相牵制，怎能禀承旨意办事呢？不听从旨意有失于礼节，听从了又有损于法则。旨令下达之日，我们应当一起上奏。”皇上高兴地说“：肯如此任劳任怨吗？”周必大说“：当给而未给就会有怨恨，不当给而不给，有什么怨恨呢！”皇上说：“这是负责任，不是任怨。”周必大拜官知枢密院。皇上说：“每次看见宰相不能处理之事，你用几句话就解决了，三省根本不能少了你。”
山阳过去屯兵八千，雷世方乞求只差遣镇江一支军队五千人驻守山阳，周必大说“：山阳控扼黄河口，如果今天减少驻军而后又增加驻军，必然导致敌人的怀疑。扬州武锋军本来驻守山阳，不如每年拨三千人，与镇江五千人一同驻守山阳。”郭杲请求把荆南军队一万二千人移至襄阳永久屯守，周必大说：“襄阳固然是要地，江陵也是江北的襟喉。”于是留下二千人驻扎江陵。皇上问“：金主已经回到上京，并分派他几个儿子镇守各地，将怎么办？”周必大说：“敌人的恫吓可能只是虚探，正担心我们先行动。我们应当静守，只是边地将领不可不精选。”
周必大拜官枢密使。皇上说“：如果边境出事，宣抚使之职只有你可胜任，他人不行。”各位统帅呈上各军升迁名单，周必大不时点名召见一二人考察其才能优劣，统帅十分恐惧，不敢容于私情。周必大创造了诸军点试法，对分散在外的军队就亲自去检阅。池州李忠孝自己说有二名正将不能拉开弓，乞求罢去他们的军职。皇上说“：这是枢密使措置的效果。”金州寻求将帅，周必大说：“与其让人私下举荐，不如正大光明地选报。”皇上命令侍从、管军举荐将帅。有人传言大石林牙将要加兵攻金，忽鲁大王分别占据上京，边境大臣与夏国订下盟约。周必大都一概不理会，劝皇上持重，不要轻举妄动。果然所传之言都是妄言。皇上说“：你真有先见之明。”
淳熙十四年(1187)二月，周必大拜官右丞相。他首先奏道“：现在国内外安定，这种安定局面大约将近有二十四年了，这正是令人担心之时，应考虑国家的长远之计，不可以频频更改治国方针以图速强。”秀州乞求减去大军总制钱二万缗，官吏请求核审是否合适，周必大说：“这难道是审核的时候？”立即蠲免了秀州的总制钱。密封的奏章多说大臣们的同异，周必大说：“各尽所见，归纳到一处，怎么可能还相同呢？陛下恢复祖宗过去的制度，令三省反复阅读奏章后行动，正是想使上下互相牵持，并不是只奉行文书。”
高宗逝世，议定根据显仁的例子，派三位使者报告金朝。周必大说“：今天的事很特殊，不应当害怕敌人而曲意顺从。”阻止了派使者之事。金的贺正使来到宋，有人请求皇上暂且穿淡黄袍在御殿接受国书，周必大执意不肯，于是皇上穿素色丧服，在帷幄中接见金使。淳熙十五年(1188)，思陵出殡，周必大根据熙陵吕端的故事，请求随同前往，于是皇上给他太傅头衔，为山陵使。明堂大礼时皇上对周必大加封恩赐，封他为济国公。
十一月，周必大单独留下来请求让他去职，皇上再三加以安慰。皇上忽然宣谕道：“近年来我经常生病且感到疲倦，想传位给太子，但你必须暂且留下。”周必大说：“圣上身体安康，只是由于思念高宗稍稍过度了些，怎么至于倦于辛苦。”皇上说“：最大的礼仪没有比得上事奉宗庙的，而初享时我大多是带病前往坚持祭祀的；最大的礼仪没有大于执丧的，而我不能亲自到德寿宫去。想不退休，可以吗？我才把这个重任委托给你。”周必大哭着退下了。十二月十一日，皇上秘密赐给周必大绍兴时制定的传皇位亲札。三十日，皇上令周必大留下商议。二月初二日，又令周必大参与草拟诏书，专门论述了供奉灵位、侍奉太子之事。周必大拜为左丞相、许国公。参政留正拜为右丞相。壬子日，皇上才把传位的打算告诉二府。二月初一，皇上降传位令。第二天，皇上穿着吉祥的衣服到紫宸殿。周必大奏道“：陛下传位给皇子，再观盛典，流芳千古。看来从今后不能每天侍奉皇上了。”于是哽噎不能说下去，皇上也流泪说：“只有靠你们协助新君主。”
光宗询问当今急务，周必大奏称为用人、求言二件事。三月，周必大拜官少保、益国公。李山献草拟了二相制度，大家对此贬褒不一，皇上召李山献令他用麻纸另拟文书，不久把李山献贬斥到一郡任职。周必大请求离朝。
何澹为司业，在职很久都没有升迁，留正奏请提拔他。何澹对周必大不满而感激留正，到他为谏长时，于是首先弹劾周必大。皇上诏令周必大以观文殿大学士之职任潭州判官。何澹对周必大的谴责不停，于是周必大以少保充当醴泉观使。周必大任隆兴府判官，没有赴任，又拜为观文殿学士、潭州判官，恢复大观文之职。周必大被所举官吏受贿败露之事牵连，降职为荣阳郡公，又复为益国公，改任隆兴判官，他辞去此职，拜官醴泉观使。
宁宗即位，令大臣直言朝政得失，周必大奏上四件事：至孝、敬天、崇俭、久任。庆元元年(1195)，周必大三次上表引退，于是以少傅身份退休。
开始，平民吕祖泰上书请求杀韩..胄，驱逐陈自强，以周必大代替他。嘉泰元年(1201)，御史施康年弹劾周必大首先为诡诈之徒唱赞歌，又私植党派，皇上令降周必大为少保。自庆元以后，韩..胄之党以建立伪学的名义，来禁锢君子，而周必大与赵汝愚、留正被指责为罪魁祸首。
嘉泰二年(1202)，周必大又为少傅。嘉泰四年(1204年)死去，终年七十九岁。皇上赠他为太师，谥号“文忠”。宁宗为他的墓碑题写篆文“忠文耆德之碑”。
周必大自己号称平园老叟，著书八十一种，有《平园集》二百卷。周必大曾在乡里建三忠堂，说欧阳修、杨邦..、胡铨都是庐陵人，他平生所敬慕的人，故写文章记下他们的事迹，这是他的绝笔。周必大有一子，名周纶。