1942年，周光召进入重庆南开中学。1947年，便以优异的成绩转入清华大学物理系。1958年在国际上首先提出粒子的螺旋态振幅，并建立了相应的数学方法。1980年，周光召当选为中国科学院学部委员。1984年4月8日，周光召升任中国科学院副院长。1992年4月当选为中科院学部主席团执行主席。1996年6月在第八次院士大会上当选为中科院学部主席团执行主席。1999年授予两弹一星功勋奖章。

2001年6月当选为第六届中国科协主席。

1964年获国家自然科学奖一等奖。与合作者一起，获1982年国家自然科学奖一等奖。1985年获两项国家科技进步奖特等奖。1987年获中国科学院重大科技成果奖一等奖。1994年3月被意大利政府授予“意大利共和国爵士勋章”，同月被授予蒙古科学院外藉院士称号和荣誉证书。1994年8月获香港求是科技基金会“中国杰出科学家”奖。1994年10月被授予罗马尼亚科学院外藉院士荣誉称号。1994年11月被聘为俄罗斯科学院外籍院士。先后被美国科学院、第三世界科学院、俄罗斯科学院、保加利亚科学院、欧洲科学院、蒙古科学院等11个国家和地区的科学院选为外籍院士。1995年1月11日被香港大学授予科学名誉博士学位。1995年10月29日，以他的名字命名的湖南周光召科学技术基金会在长沙成立。1996年3月，由中国科学院紫金山天文台观测发现的、国际编号为3462号小行星，被命名为“周光召星”。1998年12月获香港浸会大学荣誉理学博士学位。1999年，中共中央、国务院、中央军委决定，授予他“两弹一星功勋奖章”。

1958年在国际上首先提出粒子的螺旋态振幅，并建立了相应的数学方法。是世界公认的赝矢量流部分守恒定理的奠基人之一。参加领导了爆炸物理、幅射流力学、高温高压物理、计算力学等研究工作。在中国第一颗原子弹和氢弹的理论设计中作出贡献。

20世纪50年代周光召主要从事高能物理方面的研究工作，学术上取得了很大成就，仅在苏联联合原子核研究所工作期间，就在国外杂志上发表了33篇论文，其中有不少文章得到国际上的好评。例如“极化粒子反应的相对论理论”及“静质量为零的极化粒子的反应”，在散射理论中，这两篇文章最先提出螺旋态的协变描述；“关于赝矢量流和重介子与介子的轻子衰变”是最早讨论赝矢量流部分守恒（PCAC）的文章之一。他所提出的弱相互作用中的部分赝矢流守恒律，这一观念直接促进了流代数理论的建立，是对弱相互作用理论的一个重要推进，得到国际上的承认和很高的评价，其成果达到了当时的世界先进水平，引起国际物理学界的普遍重视。此后又连续在《中国科学》等杂志上发表了12篇论文，其中有4篇在国际性的学术会议上进行了交流。

20世纪80年代初，周光召应邀赴美讲学，美国纽约市立大学授予他荣誉科学博士学位后，他对记者说：“我认为这不仅是我个人的荣誉，也是中国科学家的荣誉，这表明中国科学家在最近这些年所做的努力已经开始在国际上得到了承认。”

他在苏联杜布纳联合原子核研究所工作期间，曾在学术讨论会上提出了与苏联教授对“相对性粒子自旋问题研究结果”的相反的意见，引起了激烈的争论。然而周光召并没有向权威妥协，他用了整整三个月的时间，一步一步地严格证明了自己的意见，然后，把研究结果写成了题目为“相对性粒子在反应过程中自旋的表示”的论文，发表在《理论与实验物理》杂志。过了些时候，美国科学家在研究中也得到相似的结果。这就是著名的“相对性粒子螺旋态”理论提出的经过。

1976年至1987年这一阶段，周光召逐渐将他的工作转入粒子物理理论的研究。他组织领导了许多中青年对相互作用统一、CP破坏、非线性σ模型、有效拉氏量理论、超对称性破缺、量子场论的大范围拓扑性质及其与反常的联系等等方面做了许多很有意义的研究工作，其中许多结果引起了国内外学者的普遍重视。在凝聚态物理方面，他领导的小组发展了非平衡态统一理论中的数学形式－－闭路格林函数方法，并把所发展的方法，尝试应用到激光、等离子体、临界力学、随机淬火系统等方面，不仅得到有成效的具体结果，而且显示出这种方法的优越性，发展了前人提出的方法，处理了统计物理方面很多理论问题，引起了国内外的重视。1987年，他以其“量子场论大范围性质的研究”获中国科学院重大科技成果奖一等奖。

①他严格证明了电荷共轭宇称（CP）破坏的一个重要定理，即在电荷共轭宇称时间（CPT）联合反演不变的情况下，尽管粒子和反粒子的衰变总宽度相同，但时间(T)反演不守恒，它们到不同过程的衰变分宽度仍可以不相同。

②他在1960年简明地推导出赝矢量流部分守恒定理，这是他在强子物理的研究中做出的出色成果，对弱相互作用理论起了重大推进作用，因此世界公认他是PCAC的奠基人之一。

③为了适应分析高能散射振幅和当时的雷吉（Regge）理论的需要，他第一次引入相对螺旋散射振幅的概念和相应的数学描述。

④他最先提出用漏失质量方法寻找共振态和用核吸收方法探测弱相互作用中弱磁效应等实验的建议。

⑤他还用色散关系理论对非常重要的光合反应做了大量理论研究工作。

学术著作

撰有：《极化粒子反应的相对理论》、《膺轴矢流部分守恒》、《静质量为零的极化核子的反应》等论文八十余篇。