童年失去父亲的庇护，少年放弃学业的束缚，周贻白如同四大名旦般在江湖上漂泊学习，他不仅在文明戏班、京剧班、马戏班中勤奋刻苦地学习表演艺术，同时也努力研读各种文学和历史著作。曾为湖南《自治新报》撰写小说和杂文。在1927年，他加入了田汉主办的南国剧社，并于1929年至1934年间，在福建泉州、厦门等地教授国文。在他的职业生涯中，他与阿英一起组建了新艺话剧团，并在中国旅行剧团及新华、金星影业公司等机构从事话剧和电影剧本创作，同时也在上海美专、复旦大学等校担任国文讲师。他创作并演出了一系列话剧，如《北地王》、《李香君》、《绿窗红泪》、《花木兰》、《金丝雀》等，以及编写多部电影故事片，如《苏武牧羊》、《雁门关》、《相思寨》等。
周贻白还是一位杰出的京剧编导，其作品包括京剧版的《朱仙镇》，此外他还是一位多产的作家，发表过大量戏曲理论文章。此外，他对字画、碑贴、印章还有石砚都有着较高鉴定水平，是一位热衷于集邮爱好者的同时，也是中国人民邮政邮票收藏中的专家之一。