广东琼海人。1924年加入中国共产党。黄埔军校第一期毕业。曾任广州大元帅府铁甲车队副队长、队长,叶挺独立团营长、参谋长,国民革命军第二十五师七十三团团长。1927年参加南昌起义,任二十五师师长,后任中共中央军委干部团“上千队”队长、红十五军团参谋长、红二方面军参谋长等职。抗日战争时期,任八路军一二○师参谋长兼抗大七分校校长,晋绥军区参谋长、副司令员。第三次国内革命战争时期,任晋北野战军司令员兼政治委员、太原前线指挥部副司令员、人民解放军第十八兵团司令员兼政治委员。建国后。曾任川西军区司令员、西南军区副司令员,军委防空军司令员、训练总监部副部长兼军外训练部部长、政协全国委员会常务委员。1955年被授予上将军衔。1979年6月30日在北京逝世。有《周士弟回忆录》行世。