裴周玉，湖南省平江縣龍門鎮(zhèn)楓樹村人，出生在貧農(nóng)家庭。1926年參加兒童團(tuán)，1927年參加秋收暴動(dòng)，同年參加了中國共產(chǎn)主義青年團(tuán)，1928年參加龍門秋收起義，1930年參加紅軍。

曾任任紅5軍3師7團(tuán)4連戰(zhàn)士、7團(tuán)4連3排7班班長，紅3軍團(tuán)4師10團(tuán)警衛(wèi)排警衛(wèi)員，警衛(wèi)通訊排排長，紅5軍1師政治部青年干事，紅3軍團(tuán)保衛(wèi)局偵察部任檢查科科長，軍團(tuán)補(bǔ)訓(xùn)團(tuán)特派員，軍團(tuán)補(bǔ)訓(xùn)師特派員，中央教導(dǎo)師特派員。參加了長征。

1935年2月起任紅三軍團(tuán)保衛(wèi)局組長。

1935年5月起任四師十一團(tuán)特派員。

1935年12月起任紅二十八軍特派員。

1937年8月起任八路軍第一二0師三五八旅七一六團(tuán)特派員，12月起任三五八旅政治部保衛(wèi)科科長。

1939年12月起任晉綏軍區(qū)二分區(qū)政治部保衛(wèi)科科長。

1941年1月起任晉綏軍區(qū)政治部保衛(wèi)科科長。

1944年6月起任晉綏邊區(qū)公安局副局長。

1945年12月起任雁北行政公署公安局局長。

1946年2月起任綏蒙行政公署公安局局長。

1948年9月起任華北軍區(qū)第八縱隊(duì)政治部主任。

1949年5月起任綏遠(yuǎn)軍區(qū)政治部主任。

1951年1月至1953年1月任中國人民解放軍第二十三兵團(tuán)政治部主任，中國人民志愿軍第二十三兵團(tuán)政治部主任、代政治委員。

1953年1月至1964年5月任陸軍軍政治委員（其間：曾在解放軍高等軍事學(xué)院學(xué)習(xí)）。

1964年5月至8月任北京軍區(qū)政治部副主任。

1964年8月至1975年8月任新疆軍區(qū)副政治委員、軍區(qū)黨委常委兼新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三政治委員、第二政治委員、兵團(tuán)黨委第二書記、第一書記。其間：1968年9月至1975年8月任新疆維吾爾自治區(qū)革委會(huì)副主任，1970年3月至1971年5月任自治區(qū)革委會(huì)黨的核心小組成員；1971年5月至 1975年8月任中共新疆維吾爾自治區(qū)委常委。

1977年起在中共中央黨校學(xué)習(xí)。

1977年12月至1981年12月任裝甲兵顧問。

中共第九屆、第十屆中央候補(bǔ)委員。

1930年6月參加紅五軍。在中央蘇區(qū)第一、二、三次反“圍剿”戰(zhàn)斗中英勇善戰(zhàn)，身負(fù)重傷，立下戰(zhàn)功，升任排長。1932年7月任紅三軍團(tuán)保衛(wèi)局檢查科科長。黎川戰(zhàn)斗后，他帶領(lǐng)保衛(wèi)干部搜出隱藏的憲兵、軍官、特務(wù)，為紅軍進(jìn)駐黎川城清除了隱患。

1933年5月，紅三軍團(tuán)組成東方軍進(jìn)入福建作戰(zhàn)，收復(fù)洋口鎮(zhèn)后，他一個(gè)連擔(dān)負(fù)該鎮(zhèn)城防與治安工作，清理戶口，緝查漏網(wǎng)的反革命分子，訓(xùn)練情報(bào)員收集福州敵人的情報(bào)，還籌款30余萬元，解決紅軍經(jīng)濟(jì)困難。第五次反“圍剿”失利后，為保證中央機(jī)關(guān)安全突圍，組建中央軍委直屬教導(dǎo)師，他任師特派員，負(fù)責(zé)調(diào)配審查干部，進(jìn)行政治教育和安排生活供應(yīng)等。紅軍長征到達(dá)陜北后，先后任紅二十八軍特派員、八路軍一二O師三五八旅鋤奸科科長、一二O師政治部鋤奸部代理部長等職。他率領(lǐng)工作團(tuán)在汾陽擴(kuò)兵，參與指揮擊退日軍的進(jìn)攻，護(hù)送上萬人次大學(xué)生通過敵人封鎖線到達(dá)延安，開展除奸、敵區(qū)情報(bào)和統(tǒng)戰(zhàn)工作。

1938年5月，裴周玉率領(lǐng)武裝工作隊(duì)深入大同等地，發(fā)動(dòng)群眾，組織了近千人的游擊隊(duì)，摧毀敵偽區(qū)村政權(quán)，建立抗日政府，籌集軍款20余萬元。他多次深入汾陽、忻州、陽曲、嵐縣敵占區(qū)，爭(zhēng)取敵偽人員，對(duì)敵情了如指掌。1944年夏，任晉綏邊區(qū)公安總局副局長,主管全區(qū)反特斗爭(zhēng)，成績顯著。

抗戰(zhàn)勝利后，任雁門區(qū)、綏蒙區(qū)公安局長、區(qū)黨委常委，組織領(lǐng)導(dǎo)綏遠(yuǎn)地區(qū)的反特斗爭(zhēng)與保衛(wèi)工作，其領(lǐng)導(dǎo)才能特別是情報(bào)工作才干，受到賀龍和邊區(qū)公安局的好評(píng)。1948年9月任西北野戰(zhàn)軍第八縱隊(duì)政治部主任。在平津戰(zhàn)役中，他參與率領(lǐng)不足兩萬人的部隊(duì)，負(fù)責(zé)鉗制綏遠(yuǎn)10萬國民黨軍，出色地完成了任務(wù)。

1949年任中國人民解放軍第八軍政治部主任、綏遠(yuǎn)軍區(qū)政治部主任。他致力于對(duì)起義部隊(duì)的團(tuán)結(jié)改造工作。1950年11月，綏遠(yuǎn)起義部隊(duì)整編為中國人民解放軍第二十三兵團(tuán)，他任兵團(tuán)政治部主任。1951年9月，二十三兵團(tuán)奉命參加抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)，擔(dān)負(fù)機(jī)場(chǎng)的修建與后方警戒任務(wù)。他深入細(xì)致地做思想政治工作，開展國際主義教育和勞動(dòng)競(jìng)賽，提前完成了任務(wù)，受到中央軍委和華北軍區(qū)的表揚(yáng)。他被授予朝鮮自由獨(dú)立二級(jí)勛章。

二十三兵團(tuán)回國后整編為中國人民解放軍第六十九軍，任軍政委。他狠抓部隊(duì)政治思想教育和戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)訓(xùn)練，組織參加社會(huì)主義建設(shè)，部隊(duì)的軍政素質(zhì)得到了很大提高。該軍先后榮獲軍委炮兵頒發(fā)的“全國炮兵第一名”、軍委裝甲兵頒布的“坦克一顆衛(wèi)星”的獎(jiǎng)旗。1958年10月10日，劉伯承、賀龍、陳毅、羅榮桓、聶榮臻、葉劍英6位元帥親臨視察，對(duì)六十九軍取得的成績給予充分肯定。

1963年天津發(fā)生大水災(zāi)，他帶領(lǐng)部隊(duì)參加搶險(xiǎn)，使幾百萬群眾與工廠轉(zhuǎn)危為安，得到天津市政府的獎(jiǎng)勵(lì)。

1965年后，任北京軍區(qū)政治部副主任，烏魯木齊軍區(qū)副政委兼生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)政委、黨委書記，新疆自治區(qū)黨委常委、自治區(qū)革命委員會(huì)副主任等職。裴周玉在邊疆工作10年，跑遍了天山南北，參與領(lǐng)導(dǎo)部隊(duì)建設(shè)、保衛(wèi)邊疆和發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

曾獲二級(jí)八一勛章、二級(jí)獨(dú)立自由勛章、一級(jí)解放勛章。

1988年7月被授予中國人民解放軍一級(jí)紅星功勛榮譽(yù)章。

2015年6月20日凌晨3點(diǎn)零8分，裴周玉因病醫(yī)治無效，在北京不幸逝世，享年103歲。