1937年，周國治出生于南京的一個書香門第，籍貫廣東潮陽。其父親周修齊赴德國留學回國后，在上海交通大學任教。

1956年，以優(yōu)異的成績考上北京鋼鐵學院（現(xiàn)北京科技大學）冶金系。

1960年7月，畢業(yè)于北京鋼鐵學院冶金系，并提前留校在理化系任教。

1964年，他從《金屬學報》上讀到冶金研究所所長周元曦寫的文章里面提到有個問題解決不了，他花了近半年的時間解決后寫信告訴了周元曦，在此基礎上他整理發(fā)表了自己的第一篇學術論文《θ函數(shù)法在Gibbs-Duhem關系式中的應用》。

1979年，經(jīng)考試合格后赴美國麻省理工學院研修（至1982年）。

1984年，被破格提升為教授、博士生導師。

1990年，在美國麻省理工學院、波士頓大學等多所大學任客座教授（至1994年）。

1995年，當選為中國科學院院士，隸屬于技術科學部。

2001年7月，在上海大學材料科學與工程學院任教，擔任教授、博士生導師。

2017年3月15日，被日本鐵鋼協(xié)會授予名譽會員，同日被北京科技大學魏壽昆科技教育基金會推選獲得“魏壽昆冶金獎（金獎）”。3月25日，“周國治院士80華誕暨冶金基礎理論與學科發(fā)展研討會”在北京科技大學會議中心報告廳舉行。

主要工作在熔體熱力學和冶金過程理論兩個方面。導出了一系列各類體系的熔體熱力學性質計算公式，概括出一些原理。提出的新一代溶液幾何模型解決了三十多年幾何模型存在的固有缺陷，為實現(xiàn)模型選擇和計算全計算機化開辟了道路。系統(tǒng)地研究了氧離子在電解質中的遷移，為描述和模擬各類冶煉過程打下了基礎。其工作已被國內(nèi)外專家學者引用到合金、熔鹽、爐渣、半導體材料等各種體系，處理熱力學和動力學問題，并被同行系統(tǒng)地編入到多本高校教科書中。

周國治的科研領域主要在“冶金和材料物理化學”方面。其主要貢獻可概況為如下三個方面：

①多元熔體和合金的物理化學性質的計算。導出了一系列各類體系的熔體熱力學性質和相圖的計算公式，概括了一些新原理和方法。提出的新一代溶液幾何模型解決了國際上三十多年來幾何模型存在的固有缺陷，為實現(xiàn)模型的選擇和計算的完全計算機化開辟了道路，之后經(jīng)過進一步的進展，幾何模型已發(fā)展成統(tǒng)一化模型，提出了唯象理論，并將熱力學性質的計算進一步擴展到多種物理化學性質的計算中。

②氧離子遷移的理論和應用。周國治及其科研小組系統(tǒng)的研究了氧離子的遷移規(guī)律，并將這一理論成果應用到各種工藝過程中，提出了“無污染脫氧”，“無污染提取”等冶金新概念和新工藝，并為描述和模擬各類冶煉過程打下了基礎。

③材料在微小顆粒下的物理化學行為研究。主要研究材料在微小顆粒下的物理化學性質和反應機理，建立了基于真實物理圖像的氣固反應動力學模型（RPP模型），全面描述了各種因素（溫度、壓力、形狀、尺寸、產(chǎn)物結構等）對反應速率的影響，已成功地被應用于納米材料，儲氫材料和Sialon材料中。

周國治的許多科研成果已被國內(nèi)外專家學者以“周模型”和“周方法”應用到合金、熔鹽、爐渣、半導體材料等多種體系，用來處理熱力學和動力學問題，研究成果也被系統(tǒng)地編入多部高校教科書和專著中用來指導博士和碩士生的論文工作。

截至2017年，周國治獲得國家自然科學三等獎一項、國家教委科技進步一等獎一項、冶金部科技進步一等獎一項，上海市科學技術一等獎一項，以及國家教委科技進步二等獎二項。

周國治先后發(fā)表論文150余篇，獲得中國專利二項，獲得美國專利三項。

周國治主要講授《物理化學》《化學熱力學》《電化學》《冶金熱力學》《相圖計算》《冶金動力學》《統(tǒng)計熱力學》等課程。

截至2013年，指導的3名博士生獲得“全國百篇優(yōu)秀博士論文獎”，占全國冶金學科獲得此獎的50%，分別是魯雄剛的博士論文《鋼渣脫碳反應的電化學機理研究》（2000年），李謙的博士論文《鎂基合金氫化反應的物理化學》（2006年），侯新梅的博士論文《碳基和氮基無機非金屬氧化動力學》（2012年）。

周國治在冶金材料物理化學理論研究和冶金新工藝研究方面做出了卓越貢獻，在冶金溶體理論、多元體系物理化學性質的計算和預報、氣固反應動力學、冶金電化學等領域取得了突出的成績。他的研究成果已被國內(nèi)外應用到冶金、爐渣、熔鹽、半導體以及非晶態(tài)材料的研究上。（北京科技大學評）