之后担任大同总兵，抵御吉囊并杀其子满罕歹，追至凉城。周尚文遂进右都督，镇守宣府西阳和至大同开山口，进左都督，加太子太保。后因反侦察俺答汗偷袭，加太保，廕子锦衣世千户。他也因此成为明朝唯一的一位总兵加三公头衔者。此后数年中，镇守大同的周尚文屡次和蒙古俺答汗交战，后兼太子太傅。嘉靖二十八年去世，享年七十五岁。他活着时，因军功甚高，谗言尚无法诋譭他；但去世后，严嵩父子诋譭，恤典被革不以给予。给事中沈束进言，反而被严嵩利用，被下诏狱。明穆宗即位后，才赠太傅，谥武襄。