2008年4月，任江苏省旅游局局长、党组书记。2010年10月，任江苏省住房和城乡建设厅党组书记、副厅长。2012年2月，任中共苏州市委副书记、苏州市人民政府代市长，同年6月当选市长。其市长任内，2014年8月2日发生146人死亡、114人受伤的昆山中荣工厂爆炸事故，周乃翔被国务院给予记过处分。2016年1月，升任中共苏州市委书记。同年11月，跻身中共江苏省委常委。2019年9月，调任中国建筑集团有限公司董事长、党组书记。