早期經曆
1999年10月入選煙台市牟平區競技體校舉重隊，從事專項訓練三年；2001年輸送到煙台市體校，師從于向東教練員；2003年輸送到山東省女子舉重隊，師從楊志俊教練員至今。
2007年獲得全國城市運動會亞軍，同年獲得亞洲青年錦标賽冠軍。
2008年全國舉重錦标賽第四名，2009年成為第十一屆全國運動會亞軍，并打破抓舉全國記錄超3公斤，超世界記錄5公斤。同年在全運會上以148公斤的成績刷新了女子舉重75公斤以上級的抓舉世界紀錄。
2011年11月13日，世界舉重錦标賽獲得挺舉和總成績兩項冠軍，并打破了327公斤的總成績世界紀錄。
2012年8月6日，倫敦奧運會女子75公斤級，周璐璐總成績以破世界紀錄的333公斤奪得金牌，成為奧運會、世錦賽、世界紀錄的大滿貫選手。
2013年10月27日，在波蘭弗羅茨瓦夫進行的2013年世界舉重錦标賽結束了女子75公斤以上級賽事較量，周璐璐以146公斤獲得抓舉冠軍，同時她以挺182公斤、總328公斤獲得兩項亞軍。
主要成績
破亞洲紀錄
2011年4月16日，在安徽銅陵舉行的2011年舉重亞錦賽女子75公斤以上級比賽中，在第三次試舉中，周璐璐成功舉起了杠鈴，以141公斤的成績勇奪女子75公斤以上級的抓舉冠軍，這一成績還刷新了韓國名将張美蘭保持的140公斤亞洲紀錄。
超世界紀錄
2009年十一屆全運會女子舉重75公斤以上級比賽中，周璐璐以323公斤獲得亞軍，并超這個級别的抓舉世界紀錄。
破世界記錄
2011年11月13日，2011年舉重世錦賽在法國巴黎進入到最後一個比賽日。在女子75公斤以上級A組決賽中，首次參賽的周璐璐以182公斤和328公斤獲得挺舉和總成績兩枚金牌，其中總成績328公斤打破了卡什麗娜保持的世界紀錄。
全錦賽奪冠
2012年4月5日，全國女子舉重錦标賽暨奧運會選拔賽繼續在山東濟南皇亭體育館進行，在晚間進行的75公斤以上級的比賽中，周璐璐以抓住145公斤、挺舉183公斤、總成績328公斤獲得冠軍，總成績也追平了自己去年在法國世錦賽上創造的世界紀錄。
征戰倫敦
2012年8月5日，倫敦奧運會女子舉重75公斤以上級的比賽中，代表中國出戰的周璐璐頂住抓舉比賽中落後俄羅斯選手卡什麗娜5公斤的壓力，憑借挺舉比賽中的出色發揮一舉将總成績世界記錄提高5公斤的絕對優勢成功逆轉，奪得中國舉重隊在本屆奧運會上的第5枚金牌，同時也是中國代表團的第29枚金牌。
個人轶事
周璐璐從小不管是性格還是體格都很像個男孩，還十分有力氣。在她6歲的時候，就能幫助奶奶把空的液化氣罐從廚房提到門口。在村裡，周璐璐給人的感覺就是“話少、腼腆、乖巧、有力氣”，村民都喊她“小璐璐”。
外界評價
煙台姑娘周璐璐鼻梁上的那副小眼鏡和親吻金牌時憨厚的笑容都讓人一時難以将她和賽場上力拔山兮氣蓋世的女舉猛将聯系起來。（中國網評）
周璐璐的協調性和抓舉動作都很好，對比賽的各種狀況都做了準備。（騰訊網評）
周璐璐技術全面，爆發力好，她是裡約奧運周期唯一在世錦賽打破世界紀錄的中國女選手。（京華時報評）
