周霖出身于丽江市玉龙县石鼓镇一个清寒的读书人家，祖父和和父亲都是举人，清末丽江推行新教育的著名人士。周霖自幼受到良好的教育和文化熏陶。他秉资颖异，勤奋好学，兴趣广泛，喜欢体育、演说、音乐、手工，尤其酷爱绘画，受当地书画名人张文湛指点，十几岁时，求画者已络绎于门。解放前长期任中学教员。一九五o年以后，先后任丽江县文化馆馆长，丽江县副县长，云南省第三届人民代表大会代表，中国美术家协会云南分会副主席。擅长国画，创作了大量反映纳西族人民新生活的作品。一九六四年在北京举办了纳西族画家周霖画展，展出了中国画一百五十余件，受到国内外观众的好评。

三十年代后期，周霖回到丽江，在省立中学任教，有较宽裕的时间作画，并系统地研读古代名著和佛经等典籍。静习潜修，画理和画法得到显著的提高。为推动当地文艺的进步与繁荣，培植年轻的文艺人才，在他的倡导下，成立一个由诗、书、画和音乐爱好者组成的文艺团体——“雪社”，经常开展活动，相互交流，切磋技艺，开诗会，办画展，丰富了当地文化生活。这期间，他创作了大量的国画作品和题画诗，其中有许多玉龙山题材的画作和诗文。在民族音乐方面也作了一些探索：为马子云《玉龙山白云歌》谱曲，为丽江洞经音乐《到春来》填词，显示出他在诗、书、画、乐诸方面的深厚功底和艺术才华。1943年秋，他受聘在昆明一中教课，适逢举办《云南省美术展览会》，他携作参展，受到好评，赢得声誉。这次画展，是周霖步入云南画坛，蜚声省内之始。