1947年、中村真一郎・福永武彦との共著『一九四六・文学的考察』を発表し注目される。また同年、『近代文学』の同人となる。1951年からはフランス政府給費留学生としてフランスに渡り、パリ大学などで血液学研究に従事する一方、日本の雑誌や新聞に文明批評や文芸評論を発表。帰国後「日本文化の雑種性」などの評論を発表し、1956年にはそれらの成果を『雑種文化』にまとめて刊行した。雑種文化論は、日本文化に対する問題提起として大きな議論を呼び、1958年に医業を廃し、以後評論家として独立した。加藤は、荒正人らの『近代文学』、つぎに花田清輝らの『綜合文化』、そして中野重治らの『新日本文学』などを拠り所に精力的な文筆活動を展開し、レジスタンス文学に関心を持つ一方で、ポール・ヴァレリーに関して、「私には、その詩人の運命が地上の一帝国の運命よりも重大に思われた」（『現代フランス文学論』）と述べ、その生涯を特徴付ける文芸と政治への関心を披瀝していた。
日本の敗戦直後、日米原子爆弾影響合同調査団の一員として被爆の実態調査のために広島に赴き原爆の被害を実際に見聞している。この終戦前後に、作家の堀辰雄の主治医となっていた。1946年5月30日、最初の結婚をした。
東京府豊多摩郡渋谷町金王町（現在の東京都渋谷区渋谷）出身。父は埼玉県の地主の次男だが、周一は渋谷町立常磐松尋常小学校（現・渋谷区立常磐松小学校）から東京府立一中（現・東京都立日比谷高等学校）、旧制第一高等学校理科乙類（現・東京大学教養学部）を経て東京帝国大学医学部に進学。幼少期より日本の古典語及び漢文に親しみ、高等学校では英語とドイツ語を学び、大学時代にはフランス語とラテン語を学んだ。1943年に東京帝国大学医学部を繰り上げ卒業、東京帝国大学医学部附属医院（現在の東京大学医学部附属病院）に配属される。また、学生時代から文学に関心を寄せ、在学中に中村真一郎・福永武彦らと「マチネ・ポエティク」を結成。その一員として韻律を持った日本語詩を発表し、特に「さくら横ちょう」は、中田喜直と別宮貞雄、神戸孝夫が曲を付けていることで有名になった。小説や文芸評論を執筆するかたわら新定型詩運動を進める。『羊の歌』によれば、1941年12月8日の日米開戦の夜は、文楽を観劇した。肋膜炎のため徴兵猶予となる。
ヴォイニッチは生涯に長編小説を5作発表しているが、特に名声を誇るのが1897年刊行の長編小説『あぶ』（原題：The Gadfly）である。革命闘争を描いた本作は敬虔なカトリック信徒のイングランド人である主人公のアーサー・バートンが、司祭に成るべくイタリアに留学したがやがて革命闘争に巻き込まれていき、最後は悲劇的結末を迎えるという物語である。本作はソビエト連邦でロングセラーを記録している。時代を超えて『あぶ』はテレビドラマや映画化を始めとして、オペラ、バレエ、ミュージカル、演劇で幾多採用されている。先立つこと1898年にアイルランドの劇作家ジョージ・バーナード・ショーにより戯曲化されている。ソ連国内だけで4度映画化されているがそのなかでも最も有名なのは1955年に封切られた映画『あぶ』であり監督はアレクサンドル・ファインツィンメル、主演はオレーグ・ストリジェーノフ、映画音楽を作曲家ドミートリイ・ショスタコーヴィチが担当し、特に楽章『ロマンス』は名曲と誉れ高くソ連内外で名高い。それから1928年に初演された本作原作のソ連のオペラ『Праздник крови』の序幕を作曲家セルゲイ・プロコフィエフが担当していることはよく知られている。ヴォイニッチは本作が好評を博したことから1910年刊行『An Interrupted Friendship』や1945年刊行『Put Off Thy Shoes』といった『あぶ』の前日譚の小説2作をそれぞれ発表している。
初登場は第12話。生身でデスアーミー軍団を薙ぎ倒して登場を果たした。最初は共にデビルガンダムを追う協力者を装っていたが、裏では密かにチボデーらにDG細胞を植え付けて傀儡にするなど暗躍しており、ドモンがデビルガンダムに近づくやその本性を現してドモンにもデビルガンダムに付くよう要求するもそれを拒まれた事で完全にドモンと対立する。その後も流派東方不敗を駆使し、ドモン達の前に幾度となく壁として立ちはだかるが、ギアナ高地での戦いでデビルガンダムと共にドモンに襲いかかった際には明鏡止水の境地に達したドモンによってデビルガンダムを中破させられ、自身も大きな痛手を負わされて退けられてしまった。しかし、それでも野望を捨て切れなかった彼は、同じくデビルガンダムの復活を企む現ネオホンコン元首のウォン・ユンファと組んでデビルガンダムの再生を進め、第13回決勝大会開会式において姿を現した際には自身が優勝した暁には「東西南北中央不敗スーパー・アジア」に改名すると宣言。決勝のバトルロイヤルにおいて弟子のドモンとの石破天驚拳の壮絶な撃ち合いの末、石破天驚ゴッドフィンガーを浴びて敗北。ドモンのとどめの一撃を食らい、機体が爆発寸前に至る中、成長した弟子の姿に安堵のほほ笑みを見せながら「本物のキング・オブ・ハート」として認めた。戦闘後、虫の息の状態でドモンの胸に抱かれながら交わした最後の会話の中で、ドモンが導き出した「人間もまた自然の一部である」という答えを受け入れ、大切なことに気づくきっかけを与えてくれた愛弟子に感謝し和解する。そして、後を若者たちに託し、ドモンに看取られながら息を引き取った。その後も苦悩するドモンの前に幻影として現れ、キョウジらと共にドモンを叱咤激励している。『機動武闘伝Gガンダム』の武侠的な世界観を体現した人物であり、数多くの強烈な台詞回しと濃いキャラクター性を有している。