对经历过战乱的当地有安抚教化、收葬无主尸骨等治绩，然后才入朝当散骑常侍，此行为人称道。周处任散骑常侍接近皇帝，故多有规劝。后转任御史中丞，纠劾对象不避权贵；梁王司马肜违法也遭到纠举，两人于是结下樑子。元康六年（296年），秦雍一带氐羌民族反叛，首领齐万年称帝，朝内众官讨厌周处，于是以其是东吴名将之子而推荐周处出讨。十一月，朝廷任命司马肜为征西大将军、都督雍凉二州诸军事，出镇关中；周处为建威将军，隶属安西将军夏侯骏出兵叛胡。伏波将军孙秀知周处这样一去将会战死，于是对他说：「你有年老母亲，可以用这理由来辞让