周建屏畢業於雲南講武堂第八期,1910年投入雲南軍隊當兵,隨部參與辛亥革命,1915年護國戰爭時在朱德部下任連長,後在雲南軍中逐漸升任至旅參謀長。1924年棄職返江西祖籍務農,不久又復出,先在黃埔軍校第一期學習。1926年冬或1927年春,由朱德介紹參加中國共產黨。北伐戰爭期間,周在國民革命軍第四軍任營長。
1927年8月1日,周率部參加南昌起義,後在三河壩戰役負傷,與部隊失散。其後,周前往上海,與中共中央恢復聯繫。1929年,周被派往閩浙贛蘇區擔任軍事指揮,與方志敏、邵式平等人合作,打下景德鎮等多處要地,屢次擊敗國民革命軍。1930年9月,周所部被擴編為紅十軍,周擔任軍長。不久,紅十軍被調往中央蘇區,整編成為紅十一軍,周繼續擔任軍長。1933年10月,紅軍整編後,周擔任紅十九師師長,後又調任獨立紅24師師長,長征開始後率部留在南方進行游擊戰。
1935年,周在一次戰鬥中負重傷,被送往上海搶救,次年傷愈後赴延安,任抗大第二科科長。抗日戰爭爆發後,周被任命為八路軍115師343旅副旅長,參加了平型關戰役。1937年年底,周率部開創了晉察冀邊區四分區。
1938年因舊傷復發,周建屏在河北省平山縣小覺鎮病逝,終年46歲。遺體安葬於小覺鎮烈士公墓。侵華日軍曾三次毀壞周建屏墓,中國民眾三次修復。1953年,遷葬於華北軍區烈士陵園。小覺鎮後改名為建屏鎮。
1940年,晉察冀邊區政府在獲鹿縣(今鹿泉區)牛山設立建屏縣。1945年,縣域調整,重組建屏縣,至1950年代併入平山縣。中華人民共和國民政部追認為革命烈士。
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