在征剿杨谅晋、绛等三州的馀党时，被流矢射中，大业元年（605年）四月在京师病逝，年六十四岁，赠柱国，右翊卫大将军，谥号壮。周罗睺死后，同年七月其子周仲隐梦见罗睺曰：“我明日当战。”其灵位周围的所有弓箭刀剑，无故自动，若有人拿着它们的样子，而当天即传来绛州城被攻破的消息。