1999年，周扬参加全国舞蹈比赛并获得了第二名的成绩；之后，周扬考入了北京电影学院表演系。
2003年，周扬出演了个人首部影视作品，她在与邢岷山、沈培艺、潘雨辰共同出演来的现代励志剧《跟着阳光跳舞》中饰演了吴茜。
2004年，周扬又出演了个人第一部大银幕作品，她在电影《死亡的诗意》中饰演了女主角林杏儿；同年，周扬还被选为奥运宝贝并参加了雅典第28届夏季奥运会闭幕式的8分钟表演。
2005年，周扬与陈宝国、尤勇、李光洁联袂主演了历史传奇剧《越王勾践》，并在剧中饰演了中国古代四大美女之一的西施；同年，周扬还出演了现代剧《老城》。
2006年，周扬与李光洁、蒋小涵、李黎共同主演了红色谍战剧《特殊使命》并在剧中饰演了机智勇敢的女主角欧阳荷，周扬也凭借此角色而获得了第七届金鹰电视艺术节最佳女演员提名和第十二届金凤凰奖最佳新人奖。
2007年，周扬先是与陈宝国、谢钢、周里京合作出演了根据老舍先生同名小说改编的电视剧《茶馆》；随后，周扬又与焦恩俊、刘晓庆、林湘萍共同主演的古装神话剧《宝莲灯前传》，周扬在剧中饰演了美丽坚强的杨婵 ；
同年，周扬还与李乃文、曲虹霓、王奎荣合作出演了现代刑侦剧《本色》。
2008年，周扬先与连奕名、卢亚宁、卢玉文共同主演了抗战传奇剧《中天悬剑》，并在剧中饰演了睿智果敢的女主角洪缨，周扬则凭借此角色获得了第四届华鼎奖传奇类最佳女演奖；之后，周扬又与靳东、刘希媛、柳小海合作主演了谍战悬疑剧《特殊争夺》，周扬在剧中饰演了美貌与智慧并重的女间谍夏竹敏；同年，周扬还参演了都市喜剧电影《爱情呼叫转移2》。
2009年，周扬与贾一平、张光北、马伊琍联袂主演了年代商战剧《经纬天地》，并在剧中饰演了为爱而生的盛云纬。
2010年，周扬先是与聂远、连奕名、霍思燕合作主演了纪念辛亥革命一百周年的抗战片《风云1911》，周扬在剧中饰演了个性率真直爽的月华；之后，周扬又在与靳东、李立群、刘立淇合作主演的动作谍战剧《秘杀名单》中饰演了心思缜密且争强好胜的冷艳女特工林怡；同年，周扬还在与黄轩、郭广平、郭达共同主演的历史战争剧《黎明前的暗战》中饰演了气质温婉且智慧过人的女主角司马楠；此外，周扬还与甄子丹、舒淇、黄秋生合作出演了动作传奇电影《精武风云·陈真》。
2011年，先是与叶童、郑佩佩、元彪合作主演了古装武侠剧《咏春传奇》，并在剧中饰演了一代武学宗师方七娘；随后，周扬又在与陈浩民、李依晓、蓝燕共同主演的古装神话剧《天地姻缘七仙女》中饰演了美丽善良的橙儿；同年，周扬还在与Angelababy、彭于晏、朱雨辰联袂主演的浪漫爱情电影《夏日乐悠悠》中饰演了时尚优雅的苏菲亚，周扬也凭借着在本片中的优异表现获得了第七届中美电影节上最佳新人奖；此外，周扬还与保剑锋、颜丙燕合作出演了现代剧情电影《守护童年》。
2012年，周扬与杨烁、王子睿、张洋共同主演了抗战传奇剧《遍地狼烟》，周扬在剧中饰演了温婉坚毅的女主角柳烟。2013年，周扬与郑国霖、杨洋、蒋林静合作主演了爱情谍战剧《孤胆英雄》，并在剧中饰演了优雅美丽且善解人意的女主角肖虹；之后，周扬又与陈建斌、殷桃、邵峰共同出演的历史传奇剧《赵匡胤》；同年，周扬还在与高圆圆、黄海波联袂出演的都市爱情剧《咱们结婚吧》中饰演了都市丽人许广美；此外，周扬还与陈思成、王丽坤、杜淳合作出演了动作革命剧《战神》。
2014年，周扬与于毅、贺云馨、张鲁一联袂主演了抗战动作剧《绝地枪王》，并在剧中饰演了呼糙火辣的女汉子郭大双；周扬还与张嘉倪、保剑锋、习雪合作主演了都市情感剧《爱我，你别走》，周扬在剧中饰演了气场十足的职场白领莫菲。
2015年，周扬出演了张多福执导的抗日战争剧《绝地枪王2》，并在剧中饰演了排帮老大养女马上花。2016年，周扬与王雅捷、王挺联袂主演了杜军执导的现代情感剧《养母的花样年华》，剧中她饰演了年轻美丽，但自私娇气的刘冬花。
2017年，周扬出演了杨袭执导的现代都市剧《向南有小雨》。2019年，出演都市情感剧《哥哥姐姐的花样年华》，在剧中饰演吴明美 。