周深祖籍湖南邵阳 ，小时候跟随父母到贵阳定居。2010年，周深从六中毕业
到乌克兰求学。在初中时，由于自身嗓音特别，所以都不敢在同学面前唱歌。直到高中之后在一次校园歌唱大赛，荣获冠军。自那以后，周深开始被大家熟知，在校园里渐渐有了名气。也因此一位学长主动找到周深，邀请周深演唱自己的原创歌曲《雨后你不见了》，也让周深开始重新找回唱歌的自信 。
高考过后，周深远赴乌克兰求学，最开始选择了感兴趣的医学专业，后来周深决定还是选择自己喜欢的音乐专业，转到了利沃夫国立音乐学院学习美声 ，并于2016年夏毕业 。
2014年周深参加第三季《中国好声音》 ，以一首齐豫的《欢颜》获得导师们的盛赞；10月7日登台《好声音盛典之夜》凭借《贝加尔湖畔》 ，获得好声音年度金曲奖 ；11月1日，那英青岛演唱会，担任助阵嘉宾 。参加了多场好声音演唱会，包括北京工体(9月26日)、香港红磡(11月11日)、上海大舞台(12月20日)、澳门跨年(12月31日)等。
2015年1月3日参加好声音台北小巨蛋演唱会，2月7日参加好声音深圳演唱会；春节期间参加录制了北京卡酷少儿春晚、城市春晚，并于大年初一北京卫视春晚献唱了多语版《Let it go》支持北京申办冬奥会；随后2月23日-3月10日周深参加了“文化中国·四海同春”艺术团慰侨活动赴大洋洲五城市演出 ；4月为电影《何以笙箫默》片头片尾配唱人声SOLO《You Are My Sunshine》 ；5月代表“中国好声音”前往伦敦参加当地“The Voice”总决选，并担任评审及表演嘉宾 。7月发行首张翻唱专辑《回味》并举办新专辑首唱会 。8月发行个人全新单曲《玫瑰与小鹿》 。2015年底周深参加了香港红磡(12月5日) 、上海虹口(12月12日) 等好声音演唱会。
2016年2月10日-3月2日周深再度参加“文化中国·四海同春”艺术团春节慰侨活动赴北
美洲六城市演出 。2016年3月28日周深凭借《玫瑰与小鹿》 获得2016年第23届东方风云榜最佳新人奖 。2016年5月18日献唱动画电影《大鱼海棠》印象曲《大鱼》 ，并于6月24日出席第16届中国电影华表奖现场演唱 。2016年8月8日献唱网游《水浒Q传》主题曲《临安初雨》 。2016年中秋节周深赴法国参加慰侨演出 。9月27日在亚洲新歌榜2016年度盛典上，周深所演唱的《玫瑰与小鹿》和《大鱼》双双获得年度十大金曲 。10月，周深以“我可不是什么幺蛾子”参加江苏卫视《蒙面唱将猜猜猜》大型歌唱竞猜节目，在第五期（10.16日）与杨丞琳合唱《她说》独唱《我是真的爱你》，第六期（10.23日）与侧田合唱《我真的受伤了》独唱《身骑白马》之后揭面 。周深清澈空灵又温暖的天籁嗓音，深情细腻又大气的演唱风格在几首歌曲中发挥的淋漓尽致，赢得猜评团一致盛赞 。10月25日周深发布由高晓松作曲、尹约作词的全新单曲《你》 。11月27日，在《蒙面唱将猜猜猜》年度盛典与李琦合唱《你要的爱》 。12月10日，在《音乐先锋榜》2016年度颁奖典礼，周深所演唱的《大鱼》获得年度内地十大先锋金曲、年度最佳作曲奖，周深本人获得网上最具人气先锋男歌手奖 。12月2 1日，周深再次凭借《大鱼》获得第七届牛耳奖年度金曲歌手奖 。在岁末年初之际，周深先后出席新歌声香港演唱会和江苏卫视跨年演唱会 ，在中国新歌声香港演唱会上，周深特意为当地观众献唱了一首街知巷闻的粤语歌曲《喜帖街》，受到香港歌迷的热烈欢迎；随后周深马不停蹄赶到澳门，参加江苏卫视跨年演唱会再度献唱“幺蛾子”金曲《身骑白马》 ，只是这次换成了男装，用真实身份演绎天籁之音 。 结束了2016年的种种可圈可点，周深在2017年新年伊始就令人惊喜万分——作品《大鱼》在上海动感101电台的“2016最动感101·101首金曲”力夺年度金曲第4名的好成绩，并因此于新年第一天登陆上海地标大屏“上海外滩之窗” 。2017年2月10日，周深演唱的电视剧《那片星空那片海》官方片尾曲《回声》正式版完整上线，周深空灵纯净又立体饱满的发声，自然流淌且层层递进的情感，浅吟低叙的低音和荡气回肠的高音千折百转般交织，将人鱼之恋童话奇缘展现地清新脱俗、深情浪漫 。3月27日，在第24届东方风云榜音乐盛典，周深获全民选择男歌手奖，为电影《大鱼海棠》演唱的印象曲《大鱼》，获得年度十大金曲 。4月9日，在第17届音乐风云榜年度音乐盛典，周深凭借电影《大鱼海棠》印象曲《大鱼》获得“年度最佳电影歌曲奖” 。4月20日于第21届“全球华语榜中榜暨亚洲影响力大典”获得“榜中榜网络票选人气新声”奖 。4月21日发行新作品DNF官方动画《阿拉德：宿命之门》片尾曲《黎明的翅膀》 。5月23日晚，周深参演的国内首档二次元达人秀节目腾讯视频《我爱二次元》上线。 6月，周深先后献唱电影《绣春刀·修罗战场》宣传主题曲《浓情淡如你》 和动画电影《大护法》概念曲《不说话》 。《浓情淡如你》细腻诠释了片中爱情、兄弟情义等丰富情感，周深的演唱清澈婉转又大气悠扬，就像是展开一副烟波飘渺的情缘画卷 。《不说话》细腻真挚，唯美婉转，周深以其独特的空灵嗓音，轻声低语，干净纯真，不沾世间尘埃，如诗一般直戳人心，将电影《大护法》里人物间的“陪伴”与“守护”娓娓道来 。10月再度献唱电视剧《那片星空那片海2》片尾曲《曾经沧海》 。10月底发布电影《凤皇传》主题曲《何处是天涯》 。2017年11月，周深发行个人首张全新国语专辑《深的深》 。11月底献唱腾讯手机管家清理主题曲《垃圾别烦我》 。此外，周深还参加东方卫视文化传承真人秀电视综艺节目《拜见小师父》 ，分别在学艺汇报演出中表演了越剧版《大鱼》 和京剧《铡美案》 ；12月26日，在《我要上春晚》节目中，演唱《大鱼》，并获得《直通春晚》邀请卡。
2018年1月献唱辛夷坞作品《许我向你看》全新修订版的主题曲《如果你爱我》 ；2月，周深作为表演嘉宾参加CCTV3《直通春晚》节目 ；3月13日，周深献唱奥斯卡大奖电影《水形物语》的同名曲《水形物语》 ；26日获第25届东方风云榜年度飞跃歌手 ；4月24日，周深献唱电影《幕后玩家》的推广曲《无关》 ；5月8日，发行2018个人巡回演唱会“深空间”宣传曲《花开》 ；5月19日，周深“深空间”2018个人巡回演唱会在上海成功开唱 ；20日献唱公益节目《等着我》同名主题曲《等着我》 ；6月27号发行手游《云裳羽衣》的主题歌曲《云裳羽衣曲》 ；29日发行游戏《天涯明月刀》移花门派主题曲《梦留别》 ；7月3日发行国产青春动画电影《昨日青空》的“青春告白曲”《来不及勇敢》 ；7月5日发行《天乩之白蛇传说》电视剧插曲《独白》 ；8月10日发行动画电影《美食大冒险之英雄烩》片尾曲《没有说完的故事》 ；8月15日发行《剑网3·曲云传》舞台剧宣传曲《念》 ；8月23日发行电视剧《如懿传》片尾曲《梅香如故》 ，8月获全球华人歌曲排行榜2018年度最佳新人、年度金曲两个奖项 ；9月18日发行游戏《神都夜行录》的宣传曲《梦回神都》 ；9月29日首支原创单曲《可它爱着这个世界》温热上线 ；10月2日发行歌曲《牛郎织女》 ；10月16日发行歌曲《对不起》 ；10月18日发行创意型舞台剧《我的小伙伴》的第二张原声EP《我的小伙伴之青春没烦恼》中的歌曲《青春有悔》 ；11月参加湖南卫视声乐竞演节目《声入人心》，在第二期中独唱《Time to say goodbye》 ，第四期中与张超合唱《我的祖国》 ，第七期独唱《Memory》 ，第八期独唱《大鱼》，与王晰、刘彬濠三重唱《山楂树》 ，第九期独唱《Think of me》 ，第十期与王晰、蔡尧三重唱《Over the Rainbow》 ，第十一期独唱《孤独的牧羊人》，与王晰二重唱《月弯弯》 ；11月21日发行歌曲《楼台》 ；11月27日发行《白蛇：缘起》电影推广曲《缘起》 ；11月，周深以“宫庭背包客”参加江苏卫视《蒙面唱将猜猜猜》第三季，在第六期（11月25日）参与大合唱《爱的代价》，与白雪合唱《莫斯科郊外的晚上》 ，在第七期（12月2日）参与大合唱《失恋阵线联盟》，与于文文合唱《暗香》，独唱《雪落下的声音》之后揭面 。
2019年1月11日，周深献唱影视剧《古董局中局》插曲《随风》 ；1月20日，参与合唱的歌曲《不说再见》上线 ；1月20日，“深空间”2019个人巡回演唱会在北京开启 ；3月5日发行《倚天屠龙记》电视剧插曲《此生惟你》 ；3月25日获第26届东方风云榜“年度最具突破艺人”、“十大金曲奖（歌曲《花开》）”两项大奖 ；4月4日发行《燕阳春》电视剧插曲《落花》 ；4月6日作为原创助力嘉宾空降《这就是原创》第五期，并献唱《好的 晚安》 ，5月11日作为帮唱嘉宾参加第十期，与孟慧圆合唱《怎么了》，与唐汉霄合唱《末日飞船》 ；4月12日发布《斗破苍穹特别篇2·沙之澜歌》动画主题曲《蜕》 ；4月25日作为导师参加综艺《唱给世界听》 ；4月27日获第二十三届全球华语榜中榜内地地区"榜中榜最受欢迎男歌手"奖项 ；5月6日获流行音乐全金榜“年度最佳舞台演绎”以及“内地电台推崇歌手”两项大奖 ；5月11日获音乐先锋榜最受欢迎先锋男歌手五强、QQ音乐最具人气歌手、最具人气歌曲奖（《此生惟你》）和年度最佳影视金曲（《蜕》） ；5月28日发行《爵迹临界天下》网络剧插曲《拙慕》 ；6月8日获央广MusicRadio音乐之声2018年度中国TOP排行榜“年度校园人气艺人”奖 ；6月14日翻唱影片《千与千寻》主题曲《亲爱的旅人啊》，为影片首次登陆内地献上一份礼物 ；6月29日发行《梦幻西游》3D版手游追梦主题曲《为爱追寻》 ；6月22日，个人巡演“深空间”深圳站起航 ，7月7日，“深空间”个人巡回演唱会收官站在杭州剧院落下帷幕 ；7月8日发行《陈情令》薛洋人物曲《荒城渡》 ；7月18日，与唐汉霄合作的数字专辑《末日飞船》上线 ；7月28日献唱《斗破苍穹》动画第三季主题曲《直破穹苍》 ；8月28日发行《罗小黑战记》电影治愈推广曲《不再流浪》 ；8月30日献唱《我在未来等你》电视剧暗恋主题曲《避难所》 ；9月6日，周深演唱的《诛仙I》电影片尾曲《情意结》上线 ；9月21日作为助唱嘉宾参加《一起乐队吧》第6期与克里斯、尼克、肖骏、伊德尔、安雨一起演唱《再见萤火虫 + Digital Bath》，与陈乐一、罗奕钧、林耿铭、王柯、小伍一起演唱《彩色的黑》 ；10月7日作为演唱嘉宾参加2019中国好声音巅峰之夜，与崔佳莹合唱《我爱你中国》 ；10月10日发行EDIQ国风音乐连载专辑《国道》的首发单曲《胡同少年志》 ；10月17日献唱《东游》电影同名主题曲《东游》 ；10月21日，加盟东方卫视竞演综艺《中国梦之声·我们的歌》 ，10月27日第一期中盲选演唱《Monsters》 ，与李克勤合唱《追》并搭档成功 ，11月30日第二期与李克勤合唱《月半小夜曲》 ，12月1日第五期与李克勤合唱《心如刀割》和《野狼disco》 ，12月15日第七期与费玉清、李克勤、许魏洲合唱《卡门组曲》，与许魏洲合唱《我爱他》，与费玉清、李克勤合唱《另一种乡愁》 ，12月29日第九期与李克勤合唱《那片海》 ，2020年1月5日第十期与李克勤合唱《天下有情人》 ，1月12日第十一期与李克勤合唱《大会堂演奏厅》 ，1月19日第十二期与李克勤合唱《画》、《你的名字我的姓氏》和《不见就散》 ，并获得冠军 ；2019年10月23日发行《四海鲸骑》动画第2季主题曲《海藏》 ；11月5日发行周深C-929星球巡回演唱会主题曲《过尽千帆》 ；11月8日、11日分别发行《鹤唳华亭》主题曲《愿得一心人》 和萧定权人物曲《放鹤图》 ；11月21日《触不可及》（美版）电影同名推广曲《触不可及》上线 ；12月6日参加广东卫视音乐文化节目《劳动号子》第8期，演唱《南溪号子好美妙》 ；12月7日青春重置计划Part 2《原来都是葛大为》Track 11《念念有词》上线 ；12月21日发行《恋恋故人难》第五首“水仙之歌”《不群》 ；12月23日献唱《锦衣之下》电视剧主题曲《愿》 ；12月27日，电影《妙先生》片尾曲《能解答一切的答案》上线 ；12月31日，参加东方卫视“梦圆东方·2020跨年盛典”，演唱《愿得一心人》 ，与李克勤合唱《深深深》 、《月半小夜曲》 、《红日》和《野狼disco》 ，参加bilibili晚会二零一九最美的夜并演唱《永远同在》和《能解答一切的答案》 。
2020年1月4日起，以“长城砖员”身份参加文化体验节目《了不起的长城》 ；1月8日，献唱五福贺岁短片《到哪儿了》主题曲《听我说》 ；1月17日，为电影《姜子牙》演唱的片尾曲《请笃信一个梦》发行 ；1月20日，与李克勤合唱的歌曲《不见就散》上线 ；1月25日参加春满东方·2020东方卫视春晚，与乔杉、阿云嘎、SING女团一起表演《三人成曲2020》 ；1月25日参加2020湖南卫视全球华侨华人春晚，与李胜素、声入人心男团一起表演《梨园新韵》 ；1月27日在我们的歌贺岁金曲歌会上中与李克勤合唱《希望》 ；1月28日在我们的歌贺岁金曲歌会下中与费玉清合唱《南屏晚钟》，独唱《水形物语》 ；以首发歌手身份加盟湖南卫视音乐竞技节目《歌手·当打之年》 ，2月7日第一期演唱《大鱼》 ，2月14日第二期演唱《愿得一心人》 ，2月21日第三期演唱《能解答一切的答案》 ，2月28日第四期演唱《无问》 ，3月6日第五期演唱《Monsters》 ，3月13日第六期演唱《Baby, До свидания (达尼亚) 》 ，3月20日第七期演唱《有可能的夜晚》 ，3月27日第八期演唱《达拉崩吧》 ，4月3日第九期演唱《相思》 ，4月10日第十期演唱《自己按门铃自己听》 ；2月16日发行《谁都渴望遇见你》网台剧主题曲《渴望遇见》 ；3月10日献唱电视剧《冰糖炖雪梨》主题曲《雪花落下》 ；3月18日，《三千鸦杀》电视剧主题曲《昙花一现雨及时》上线 ；3月27日发行影视剧《不完美的她》主题曲《有一件美好的事情将要发生》 ；4月1日，电视剧《琉璃美人煞》推广曲《爱若琉璃》上线 ；4月13日献唱《地下城与勇士·逆转之轮》推广曲《启示》 。
2017年3月14-15日，周深率领动感101爱心支教团奔赴家乡贵州，前往兴义市威舍镇阿依小学支教，通过和孩子们的教学互动，在他们心中种下音乐的种子，助力偏远地区的孩子们实现音乐梦想 。贴心备礼物、自创教学歌，与孩纸们一起参加运动会，并选拔了第六支东方风云榜爱心合唱团，为同学们上了第一堂正规的乐理课。经过这次支教活动，周深表示此次投身于公益事业的经历让他收获颇丰，被孩子们的天真和真诚深深打动，也对孩子们在音乐上的领悟能力感到惊讶 。
2019年6月12日，周深参加新加坡南洋客属总会在新加坡滨海艺术中心举办“客逢狮城献温情慈善演唱会”，演绎了多首优美的歌曲，为新加坡自闭症协会“伊恩基金”筹款。
周深拥有中国的优质嗓声，纯质且优美，一曲齐豫的《欢颜》获得导师们的盛赞，更令观众惊为天人 。（腾讯娱乐）
高晓松评价：介乎童声与女声之间的魔音，一个人的唱诗班 ；周深这种干净嗓子在当今的行业更加少见的，大家都是拐弯唱歌拐来拐去耍各种东西，像他这种安静美男子、安静唱歌的太少见了，所以我一听他的声音就丝毫没有抵抗力 。
李玉刚评价：我认为他还蛮有才气的，而且他的声音那么空灵，我认为他是一个非常好的苗子，我自己对他感觉特别有情怀吧，有可能说很赞叹他唱歌的那种技艺，我觉得先天的很难得，所以会去支持他，并且我也很喜欢他。我也特别爱才吧，我认为他有才气 。