1937年，在国民党山东省委主席韩复榘的第三路军二十师任政治部主任，后经二十师师长孙桐萱推荐任滋阳县县长。处理孙的乳母之子贩卖鸦片一案，被免职。国民党专员梁仲华深爱其才，派任至专员公署任视察员。

同年冬，滕县县长位缺，经梁仲华的推荐，周同任滕县县长，适逢日寇渡黄河沿津浦铁路大举南下，韩复榘率十万大军不战而逃。

1938年初，日军矶谷师团已达两下店一带，从晋东调鲁的川军还未来到，滕县城危在旦夕，民众纷纷携眷逃亡。滕县县长周同，为稳定人心。逮捕了准备投日的商会会长徐兰洲、大豪绅黄筱山，枪毙了擅离职守的警察巡官张景良。

三月初，川军邓锡侯部四十一军、四十七军，从晋东火速赶来鲁南，布防在韩庄、台儿庄和滕县界河西地区，阻击日军。这时共产党的滕县负责人李乐平会见了周同，就支援川军作战、保卫滕县等问题做了商谈。周同所属的滕县武装警察和保安团队五、六百人，配合川军保卫滕县城，阻击日军。保卫战前夕，周同偕同一二二师师长王铭章，巡视城墙要点，给战士们鼓舞。