周铁虎不知道祖籍何处，在梁朝年间南渡，嗓子粗重宏亮，力气巨大，轻易拿起马槊。他在河东王萧誉处做事，因勇猛闻名，获擢升为中兵参军。萧誉外任广州刺史，他担任为兴宁县令；之后萧誉迁往湘州，他又担任临蒸县令。侯景之乱，梁元帝在荆州遣派世子萧方等取代萧誉，并出兵到来。萧誉击败萧方等军队，萧方等自己也战死，周铁虎在此战役中居功，得到萧誉看重。王僧辩讨伐萧誉，在阵内擒获周铁虎，王僧辩命人烹杀他，他大叫：「侯景未灭亡，为何要杀死杀壮士？」王僧辩觉得他并非常人，于是宽免他，让他成为部下。之后侯景西上，周铁虎随同王僧辩打败任约、俘虏宋子仙，每次战事都立下功勋。梁元帝承制，授与他仁威将军、潼州刺史，封爵沌阳县子，食邑三百户。他再次跟从王僧辩夺取京邑，招降谢答仁，在湘州讨平陆纳于湘州。承圣二年（553年），朝廷因为他的战功进封为侯爵，增食邑到五百户。仍然担任散骑常侍，领官信义太守，将军如旧。陈霸先杀害王僧辩，周铁虎率领部下投降，陈霸先恢复他原本职务。

徐嗣徽引导北齐军队过江，周铁虎在板桥浦战胜北齐水军，取得他们的甲仗和船只，又攻打历阳，袭击北齐步营，获得胜利。徐嗣徽失败后，他在绍泰二年（556年）迁官散骑常侍、严威将军、太子左卫率，很快在周文育军中担当前锋，于南江抵挡萧勃，周文育又命他另外带领士兵，在苦竹滩袭击周勃的前锋欧阳頠。其后他再次跟从周文育西征王琳，但在沌口被打败，周铁虎与周文育、侯安都一同遭王琳抓擒；王琳召见各将领和他们对话语，只有周铁虎语气不屈，使王琳赦免其他人，唯独杀害他，虚岁四十九。陈霸先得知后追赠他赠侍中、护军将军、青冀二州刺史，加食封一千户，给一部鼓吹；到南陈天嘉五年（564年）三月壬午陈文帝让他配食陈霸先的庙庭，爵位由儿子周瑜承嗣。

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