参演励志电影《离开雷锋的日子》，自此开始演艺事业。2001年参演海关缉私题材剧《缉私要案组》。2003年出演情景喜剧《健康快车》。2005年出演幽默轻喜剧《文化站长》。2008年出演家庭伦理剧《马文的战争》。出演家庭伦理剧《新女婿时代》。2012年参演都市家庭伦理剧《妈妈的花样年华》。2014年出演都市情感轻喜剧《桃花运》。2015年凭借主演都市轻喜剧《妈妈像花儿一样》获得第11届中美电影节优秀表演奖，同年参加湖南卫视的综艺节目《爸爸去哪儿》第三季。周冬齐的丈夫林永健是一位演员，比他大一岁，两人都是空政旗下的军人，林永健隶属于话剧团，周冬齐属于电视艺术中心，两人2002年在合作一个小品时相识。2003年1月8日，两人登记结婚。登记后，他们回到了林永健老家青岛，林永健的父亲在病床上亲自为他们主持了婚礼。2010年，两人的儿子林大竣出生。

出身军人家庭的周冬齐是一个优雅、有教养的人，待人热情，特别讲究义气，为朋友付出多，有点吃亏是福的傻大姐风格，幽默而又喜感十足，经常是让人忍俊不禁。周冬齐在表演上特别放松，真情实感，而且有着强烈的创作欲望，影视剧中她的幽默和喜感是从骨子里去挖掘人物的特征，将人物拿捏得精准，入木三分，在表演上没有一丝脸谱化的痕迹。

在张敬雯执导的家庭伦理剧《回家》中饰演女主角周燕的嫂子杨丽枝。同年在军事题材剧《鹰隼大队》中饰演鹰隼大队大队长陈宁的妻子高丽。参演余淳执导的家庭生活剧《老牛家的战争》，在剧中饰演“刻薄儿媳”冯三燕。客串出演尚敬执导的军旅情景喜剧《大学生士兵的故事2》。同年在林永健主演的年代情感剧《毕有财》中饰演男主角毕有财的第三个老婆文秀。同年在刘新执导的当代都市剧《暖男的爱情与战争》中饰演男主角郭东升的前妻沈娟。