19歲補仁和諸生。清乾隆三年（1738年）舉人，初任直隸青苑知縣，又升宣化知府。三十六年授直隸總督，三十九年率部鎮(zhèn)壓山東王倫起義，加太子太保。在直隸總督任內(nèi)，主持疏浚天津永定河、子牙河，修筑津門5閘。乾隆皇帝賜御書“�！弊重翌~和上方珍物，并賜在紫禁城騎馬殊榮。乾隆四十五年，晉升工部尚書，因年老多病乞休，回鄉(xiāng)不久即逝世。今黎里柳亞子故居即為周元理故宅。

　　十一年，以知縣揀發(fā)直隸，補蠡縣。調(diào)清苑。以總督方觀承薦，擢廣東萬州知州，改霸州。以修城未竣，留清苑。會有部胥持偽札馳傳者，察其奸，詰問具服，事上聞，上才之。調(diào)易州，擢宣化知府。母憂歸。上屢出巡幸，畿輔當(dāng)其沖，宮館、驛傳、車馬、芻牧諸役，主辦非其人，往往為民厲，奏起元理董其事。服闋，補廣平，調(diào)天津，又調(diào)保定。擢清河道，遷按察使，再遷布政使。

　　清河治水

　　三十六年，命從尚書裘曰修、總督楊廷璋勘青縣、滄州減河。用元理議，請撤閘改用滾水壩，并定每歲測量疏濬，從之。旋授山東巡撫。奏：“小清河發(fā)源章丘長白山，至樂安溜河門入海。章丘至博興，有滸山、清河諸泊為納水之區(qū)。請先將二泊濬深開廣，遇水發(fā)時，有所停蓄，然后聽其入河分注歸海。并於每年農(nóng)隙，疏濬下游各河�！蔽窗胼d，擢直隸總督。

　　諫言雄縣事

　　三十七年，疏言：“直隸雨多河漲，行潦無歸，行旅多滯。民間堤埝沖決，田廬受患。請用以工作賑例，勘修沖途諸州縣疊道，并濬良鄉(xiāng)茨尾雅河，新城、雄縣盧僧河；修新城、清河、雄、任丘、獻(xiàn)諸縣堤埝。”上遣尚書裘曰修按行直隸河工，元理與合疏言：“直隸諸水，千支萬派。總由三汊河為入海之道，全資西岸疊道，置橋穿運，而東匯入海河。出口西岸舊有橋十一，今擬添建橋九，俾無壅遏，上游不至受害。格淀堤自當(dāng)城以下改為疊道，酌添涵洞，使行水暢順。子牙河下游澄清，不使清河受淤�！痹t如所請。雄縣民訴知縣胡錫瑛私鬻倉谷，上遣曰修及侍郎英廉按治得實，論罪。上諭曰：“直隸治賑，周元理奏言有司料理妥實。今有雄縣事，所稱妥實者安在？”下吏議，奪官，命留任。三十八年，加太子少保。

　　山東平亂

　　三十九年八月，山東壽張民王倫為亂，破壽張、堂邑、陽谷，犯東昌及臨清，奪糧艘為浮橋，欲渡運河。上以畿南地相接，敕守要害。元理馳至故城，令布政使楊景素、總兵萬朝興、

副將瑪爾清阿以兵千二百駐臨清西岸遏其沖。大學(xué)士舒赫德率禁旅討賊，賊渡西岸犯我?guī)煟�瑪爾清阿擊敗之。賊潰復(fù)合，又為我?guī)熕鶖�，進(jìn)奪浮橋。賊退保臨清舊城，元理令朝興督兵助攻，倫自 焚死，亂旋定。尋與侍郎兼順天府尹蔣賜棨勘八旗在官荒地，請招佃承墾，八年后起租；沮洳庳下之區(qū)，并為開溝泄水；下部議行。四十年，元理年七十，召至京，御書榜賜之。

　　晚年

　　四十一年，與學(xué)政羅源漢請熱河增建學(xué)校。四十三年，上命改熱河為承德府，令元理壽畫。疏請改設(shè)州一縣五，增置官吏如制。并請開附近潘家口汛煤窯。四十四年，坐井陘知縣周尚親勒派累民，民上訴，元理請罪民。上命尚書福隆安按治，責(zé)元理袒護，奪官，予三品銜，令修正定隆興寺自贖。尋授左副都御史，仍署直隸總督。四十五年，遷兵部左侍郎，擢工部尚書。四十六年，引疾歸。四十七年，卒。令江蘇布政使致祭。