生于北京。1973年进入北京电影学院摄影系学习。1975年毕业后到西安电影制片厂担任了《渭水新歌》（1976）、《奥金玛》（1976）、《蓝色的海湾》（1977）、《黑面人》（1979）等影片的摄影助理。1980年，担任故事片《漓江春》的副摄影，并与编剧芦苇共同创作了剧本《一天有24小时》。1981年拍摄了科教片《淳化造林》。1983年导演了纪录片《华夏之光》。1984年周晓文开始自学音乐。

1986年，开始执导故事片，拍摄了《他们正年轻》。1987年，与史晨风联合执导了《最后的疯狂》，获中国广播电影电视部优秀影片奖和第8届中国电影金鸡奖特别奖。1988年独立执导了《疯狂的代价》，获第9届中国电影金鸡奖最佳剪辑奖和夏威夷国际电影节荣誉奖。1989年导演了《黑山路》。1991年执导了《青春无悔》，获上海大学生电影节最佳导演奖，并受邀参加了芝加哥艺术学院的学术研讨活动。1994年执导了《二嫫》，获第1届中国电影华表奖最佳女演员奖、最佳电影技术奖、最佳对外合拍片奖，第47届瑞士洛迦诺国际电影节青年评审团金奖、国际影评人奖、评审团大奖，第15届中国电影金鸡奖最佳女演员奖。1996年导演了《秦颂》，获西班牙圣塞巴斯蒂安电影节国际影评人协会奖。2000年之后，开始涉足电视剧领域。2001年执导了电视剧《吕不韦传奇》。2003年，与他人联合执导了古装武侠剧《天龙八部》，获第22届中国电视金鹰奖十佳长篇电视剧优秀作品奖。2007年导演了电视剧《大唐芙蓉园》，讲述了唐明皇和杨玉环的爱情故事。2011年执导了数字电影《百合》，获第14届中国电影华表奖优秀数字电影奖。

作为中国第五代导演，周晓文的影片没有深刻的乡土情结，也没有“文化大革命”记忆以及对知青岁月的缅怀，反而更多地描写城市生活，透露出十足的现代气息。在社会转型时期，周晓文的作品关注经济关系、权力关系变化下的中国人，用社会信息来揭示人性。他的重要电影作品还有《青春冲动》（1992）、《龙腾中国》（即《狭路英豪》，1992）、《测谎器》（1993）、《关于爱的故事》（1997）等，重要电视剧作品有《大脚马皇后》（2002）、《逃亡香格里拉》（2006）、《晚婚》（2009）等。