周铁虎，不知是何处人，梁朝时南渡到此。语音粗野，体力过人，擅长骑马用槊，侍奉梁朝河东王萧誉，以勇敢闻名，萧誉任命他为府中兵参军。萧誉任广州刺史，以周铁虎为兴宁令。萧誉迁理湘州事务，又以周铁虎为临蒸令。侯景叛乱时，元帝在荆州派大儿子萧方等代替萧誉，并且用军队统治。萧誉抗战，大获全胜，萧方等死去，周铁虎功劳最大，萧誉很器重他。王僧辩讨伐萧誉，在战场上擒获周铁虎，王僧辩下令把他放在鼎中煮死，周铁虎呼喊说：“侯景尚未消灭，为什么杀壮士？”王僧辩认为他的话不平常，于是饶恕了他，把他的部下也归还给他。
侯景西去后，周铁虎随王僧辩打败任约，俘获宋子仙，每次打仗都立有战功。元帝秉承皇帝旨意任命他为仁威将军、潼州刺史，封他为沌陽县子，食邑三百户。
又跟随王僧辩攻克平定京都，降服谢答仁，在湘州平定陆纳。承圣二年(553)，按照前后的战功，晋爵为侯，增封食邑至五百户。又任散骑常侍，兼任信义太守，将军职务不变。高祖翦除王僧辩，周铁虎率领所部向高祖投降，因而恢复了他原来的职务。
徐嗣徽带引北齐渡江，周铁虎在板桥浦打败敌水军，缴获了敌人的全部器械和船只。又攻打历陽，袭击北齐的步兵军营，全都攻克。徐嗣徽被平定后，绍泰二年(556)，他迁任散骑常侍、严威将军、太子左卫率。
不久跟随周文育在南江抵御萧勃，一直担任前军。周文育又命令周铁虎为偏军，在苦竹滩袭击萧勃的前军欧陽[危页]。
又跟随周文育向西征讨王琳，在沌口战败，周铁虎和周文育、侯安都全被王琳擒获。王琳引见将领们，与他们说话，只有周铁虎言词声调不示屈服，所以王琳把周文育等人全部饶恕，只有周铁虎被害，时年四十九岁。高祖听说后，下诏说：“天地间最为宝贵的，是活着，人最重要的是生命。至于献出生命以保持节气，效忠皇命报答恩惠，追怀往昔，信用更重要。朝臣周铁虎勇猛顽强，北讨南征，竭尽全力效忠。虽被俘，仍能怒视敌人，忠贞无比。应追任为侍中，护军将军，青州、冀州二州刺史，加封食邑一千户，并送给一部鼓吹，侯衔不变。”天嘉五年(564)，世祖又下诏说：“汉、魏各朝，对功臣猛将都予以表彰，所以功烈才得以长存，世代也因此不朽。周铁虎臣节鲜明，被俘入敌垒，也能正色于敌庭，临死不屈，可钦可敬。应该厚葬追悼，可配享高祖庙庭。”其子周瑜袭封。