早早步入社会的周游体验过很多不同的职业，服务员、营业员，甚至是帮人拉货扛包的工作。周游在17岁时参加饶雪漫的书模选拔，并在众多参赛选手中脱颖而出，之后他开始担任饶雪漫一系列小说作品的插画男主角，他先后为《左耳》《沙漏》等小说担任书模并拍摄封面。与此同时，周游还拍摄了多部广告作品。

初入影视

2013年，与爱华、乔什·汉纳姆、谢园合作主演都市情感剧《万家有宝》，在剧中饰演工于心计的贾利，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。2014年，与李依伊合作主演青春爱情微电影《看华生如何逆袭夏洛克》，在片中饰演男主角夏洛克。

2015年，与温心、李煜、卢蒽洁合作主演根据饶雪漫系列小说《我不是坏女生》改编的青春爱情网络单元剧《会痛的17岁》，在剧中饰演阳光开朗的男主角李大乐；10月4日，与郑凯、米咪、黄仁德合作主演根据饶雪漫同名小说改编的现代青春爱情剧《左耳》在舟山开机，在剧中饰演品学兼优的尤他；随后，周游出演的灵异惊悚网络剧《灵魂摆渡2》于10月30日在爱奇艺播出，在剧中饰演画家。

2016年2月7日，周游参加“乐视除夕乐吧乐大联欢晚会”，并与电视剧《左耳》剧组一同表演音乐剧《染》；同年4月8日，与饶雪漫、米咪等一同参加在广州举行的电视剧《左耳》见面会；8月30日，与盛冠森合作主演现代玄幻侦探剧《非正常事件集》在北京开机，他在剧中饰演内心善良仗义的IT电脑高手山子；11月8日，周游参加东申童画主办的“禅LIVE——行走的力量X狂禅live展演”活动；随后，与陈坤、吴磊、韩庚等人一同参加浙江卫视原创连续剧悬念式户外真人秀节目《二十四小时第二季》的录制。

2017年7月7日，周游以飞行嘉宾的身份，与吴亦凡、赵丽颖、吴磊等一同参加湖南卫视原创文化探秘类节目《七十二层奇楼》的录制；紧接着，其出演的青春校园电影《青禾男高》于7月12日在中国内地上映，在片中饰演男二号幺鸡。

稳定发展

2018年3月16日，参演的电影《“大”人物》在东莞宣布开机，这是他与王千源二度合作；6月21日，主演的剧情电影《镜像人·明日青春》在上海电影节中国新片展映单元暨电影频道“传媒大奖”展映，饰演男一号梁晖；随后，与袁姗姗、王千源联合主演喜剧电影《龙虾刑警》于6月22日在中国内地上映，他在片中饰演新人刑警陈笠；9月16日，凭借电影《镜像人·明日青春》获得第13届华语青年影像论坛·年度新锐男演员奖；同年，参与电视剧《Ai在西元前》的拍摄，该剧后改名为《我的巴比伦恋人》。

2018年饰演的部分角色

2019年5月27日，参演的青春校园剧《风犬少年的天空》在重庆部分戏份继拍摄；11月27日，与于朦胧、苗苗等合作主演的青春热血竞技剧《青春抛物线》在腾讯视频、爱奇艺、优酷首播，他在剧中饰演排球天才叶满阳。

2020年10月16日，周游凭借电影《野马分鬃》获得第4届平遥国际电影展费穆荣誉.最佳男演员奖项；12月11日，与蒋勤勤合作主演悬疑剧《迷雾追踪》播出，在剧中饰演赵伟。2021年7月1日，出演由黄轩、倪妮主演的电影《1921》上映，其在片中饰演匡互生；随后，周游主演的电影《镜像人·明日青春》正式定档7月15日于全网上线；9月27日，与凤小岳、卜冠今、许玮甯、王瑞昌、朱颜曼滋等合作的奇幻爱情喜剧《我的巴比伦恋人》播出；11月26日，主演的电影《野马分鬃》定档上映，他在片中饰演即将大学毕业的录音系学生阿坤。

2019-2020年期间饰演的部分角色

2023年3月28日，领衔主演的电影《不躺平俱乐部》开机；6月，主演的电视剧《日光之城》开机；10月21日，参演的电影《河边的错误》上映，其在片中饰演照相师；11月11日，参演的电视剧《群星闪耀时》阵容官宣；12月15日，参演的电视剧《左耳》在爱奇艺、腾讯、优酷播出。

2024年2月22日，周游主演的电影《想飞的女孩》在浙江正式开机；4月15日，参演的电视剧《群星闪耀时》播出。