早逝，其母以纺织抚养长成。长庆二年（822年）中进士，授湖南巡官，入朝为监察御史、集贤殿学士。长于史学，爲唐文宗所赏识。李宗闵镇守山南时，聘用周墀爲行军司马。不久召回京都，以考功员外郎兼起居舍人事知制诰。唐武宗时，改任工部侍郎，出京爲华州刺史。着名诗人李商隐就曾在周墀之华州幕下。大中二年（848年）夏五月，加同中书门下平章事为宰相，就职前他向判官韦澳请教如何当宰相，韦澳说：“愿相无权”又说：“官赏刑罚，与天下共其可否，勿以已之爱憎喜怒移之，天下自理，何权之有？”大中三年（849年），被罢爲剑南东川节度使