周庭伊出生于甘肃省兰州市，她从小就对舞台表演与电视主持艺术展现出浓厚的兴趣。在高中阶段，她便积极参与学校的文艺活动，积累了丰富的舞台经验。高中毕业后，周庭伊凭借优异的成绩考入中国传媒大学电视系，就读于广播电视编导专业本科。在校期间，她系统学习了电视节目制作、播音主持以及影视表演等相关课程，为日后的职业生涯打下了扎实的基础。大学毕业后，周庭伊凭借其专业素养与清新形象，顺利进入电视行业，并先后在多个重要频道担任节目主持人，主持过一系列颇受观众喜爱的栏目。此外，周庭伊还曾出版个人写真集，通过影像进一步展现了其多方面的艺术气质与个人魅力。
2005年，周庭伊以主持人身份出道演艺圈；此后，相继担任了香港华娱卫视、上海电影频道、北京卫视等多家电视台的娱乐和综艺节目主持人；同年，周庭伊还出演了个人的首部电影作品 ，她与林心如、汤唯、韩彩英合作出演了中韩合拍的都市言情片《北京之恋》。2006年，周庭伊出演了个人的首部电视剧作品，她与周楚楚、姚美伊、严敏求共同出演了女性情感剧《情系半边天》。2007年，周庭伊与孙路阳、杜波、易燃合作主演了古玩情景喜剧《大众古玩店》。之后三年，周庭伊继续在主持届发展并担任了多个卫视频道的音乐娱乐类节目主持人。2010年，周庭伊在一次访谈类节目中结识了电视剧导演尤小刚并受其提携；在随后与马景涛、邬靖靖、马德钟联袂出演的古装传奇剧《西施秘史》中饰演了高贵端庄，绵里藏针的王后春蝶，让她也凭借此剧将个人的演艺重心正式转向影视领域；同年，又与俞灏明、石筱群、徐箭合作出演了爱情励志剧《8090向前冲》，并在剧中饰演了温柔知性，善解人意的职场白领唐姐；此外，她还与钟欣桐、陈浩民、王姬共同出演了古装探案剧《大唐女巡按》。《西施秘史》剧照2011年，周庭伊与马德钟、孙耀威、孙菲菲合作主演了谍战爱情剧《内线前传》，并在剧中饰演了敢爱敢恨，又美丽率真的俏千金李婉。《内线前传》剧照2012年，周庭伊在与张若昀、吴婷、陈奕龙共同出演的都市爱情剧《恋歌》中饰演了漂亮时尚的任莎莎；同年，她还出演了浙江卫视定制栏目剧《梦想新生活》。2013年，周庭伊与王耀庆、迟帅、舒畅合作出演了清宫传奇剧《乾隆秘史》。2014年，周庭伊与陈键锋、李依晓、张倬闻等人共同出演了根据古典小说《封神演义》改编的古装神话传奇剧《封神英雄》；同年，她还与朱雨辰、王力可、王斑合作主演了国内首部反恐特战剧《反恐特战队》，并在剧中饰演了柔美大度的“软妹子”柳诗文，而周庭伊则凭借在剧中的不俗表现获得了第6届澳门国际电视节最佳新人奖。《封神英雄榜2》剧照2016年，周庭伊出演了《反恐特战队之猎影》；而其主演的年代剧《忍冬艳蔷薇》也于同年播出。2018年，周庭伊继续出演《反恐特战队之天狼》。2019年，周庭伊凭借在《反恐特战队之天狼》中饰演的热血女王宋安琪，一举摘得第10届澳门国际电视节最佳女配角奖。《大清宝典》剧照
周庭伊的老公是导演尤小刚，而她是尤小刚的第三任妻子。
在备受瞩目的电视剧《西施秘史》中，演员周庭伊凭借对王后春蝶一角的精彩演绎给观众留下了深刻印象。她不仅拥有轮廓分明且立体精致的五官，更自带一种清雅脱俗、聪慧灵动的独特气质。在表演上，周庭伊的诠释层次分明且张弛有度，精准地把握住了角色复杂的内在世界：她将春蝶王后表面上的波澜不惊与沉稳持重，同内心深处那份与生俱来的高傲、强烈的控制欲以及不为人知的隐忍苦楚，都刻画得入木三分，展现出了扎实的表演功底。此外，在戏外，周庭伊于一组个人欧洲时尚大片中，则完全展现了其截然不同的另一面。她将邻家女孩般的娇俏靓丽与青春气息展现得淋漓尽致，整体造型风格鲜明，极具个人特色。其中，一件亮黄色外套的穿搭尤为引人注目，明亮的色彩不仅衬托出她白皙的肌肤，更淋漓尽致地彰显出她身上那种清新柔美、充满阳光的无限活力，让人看到她作为演员可塑性与时尚表现力的另一面。