項籍死後，漢軍乘勢往東平定楚地泗水和東海郡，共得二十二個縣。回軍把守雒陽、梁陽。漢王把鍾離縣賜給周勃和穎陰侯，作爲他們共有的食邑。
周勃以將軍身份跟隨高帝討伐反叛者燕王臧荼，在易縣城下打敗了叛軍。周勃率領士兵在馳道上阻擊叛軍，功勞最多。高帝賜給周勃列侯的爵位，分剖信符，讓周勃的爵位世世代代不斷絕。把絳縣八千一百八十戶作爲周勃的食邑，號稱絳侯。
削平叛亂
周勃以將軍身份跟隨高帝攻打反叛的韓王信於代地，降服了霍人縣；向前進軍到達武泉，攻打胡人騎兵，在武泉北邊打敗胡人騎兵；又轉過來在銅千攻打韓信的軍隊，打敗了他們。
回軍，降服了太原的六座城池；在晉陽城下攻打韓信的軍隊和胡人騎兵，都打敗了他們，奪取晉陽；後來在碧石進攻韓信軍隊，打敗了他們，往北追擊八十里；回師攻打樓煩的三座城，乘機進擊胡人騎軍於平城之下，周勃率領的士卒在馳道阻擊敵軍，功勞最多。周勃升爲太尉。
漢軍進擊陳豨，在馬邑屠城。周勃所率領的士卒斬殺了陳豨的將軍乘馬紼；在樓煩進擊韓信、陳豨、趙利的軍隊，打敗了他們。周勃俘獲了陳豨的將領宋最、雁門守將困。趁勢轉攻並俘獲雲中的守將遨、丞相箕肆、將領勳。平定雁門郡十七個縣，雲中郡十二個縣。乘勢又進擊陳豨於靈丘，打敗敵軍，斬首陳豨，俘獲陳豨的丞相程縱、將軍陳武、都尉高肆。平定代郡九個縣。
燕王盧綰反叛，周勃以相國身份取代樊噲率領軍隊，攻下薊縣，俘獲燕王盧綰的大將抵、丞相偃、郡守陘、太尉弱、御史大夫施，屠滅渾都縣；在上蘭打敗燕王盧綰的軍隊，又在沮陽再擊破盧綰的軍隊。追趕叛軍到達長城，平定上谷十二個縣，右北平郡的十六個縣，遼西、遼東二十九個縣，漁陽郡的二十二個縣。周勃功勞是第一的：他隨從高帝共俘獲相國一人，丞相二人，將軍和二千石的官吏各三人；另外他還打敗兩支軍隊，攻下三座城池，平定五個郡，七十九個縣，俘獲丞相、大將各一人。
周勃爲人質樸剛強、老實敦厚，高帝認爲可以委任他大事。周勃不喜好文學，每次召見諸位儒生和遊說之士，他面向東坐着而責令他們說：“趕快對我說吧。”他樸實無文就是這個樣子。
周勃平定燕國以後就回軍了，高祖已經去世，他以列侯身份侍奉孝惠帝。孝惠帝六年，設置太尉官職，任命周勃做太尉。十年後，高後逝世。呂祿以趙王的身份擔任漢朝的上將軍，呂產以呂王的身份擔任漢朝的相國，把持漢朝大權，想危害劉氏。周勃是太尉，不得進入軍營之門。陳
平是丞相，不能夠處理政務。這時周勃與陳平謀劃，終於誅滅了諸呂而擁立孝文皇帝。
過了一個多月，有人勸說周勃道：“您已經誅滅了諸呂，擁立代王爲皇帝，威震天下，而您得到了厚賞，居處尊位，已經很受寵信了，時間長了，災禍要降臨您的身上了。”周勃恐懼，也自感危險，就向皇上謝罪辭職，請求歸還相印。皇上同意他的請求。
過了一年多，丞相陳平去世，皇上又任命周勃爲丞相。十個多月後，皇上說：“前日我詔令列侯，讓他們回到自己的封國去，有的人還沒有動身，丞相您是我所器重的人，您率先到封國去吧。”周勃於是被免去丞相職務，前往封國。
晚年生活
回到封地一年多，每當河東郡守、郡尉巡行各縣到達絳縣，絳侯周勃自己畏懼被誅，經常身披鎧甲，命令家人手持兵器來見郡守、郡尉。此後有人上書告發周勃想謀反，皇上就把這件事交給廷尉。廷尉又把此事交給長安處理，於是捕捉周勃治罪。
周勃恐懼，不知怎樣答辯。獄吏漸漸欺凌侮辱他，周勃拿千兩黃金送給獄吏，獄吏就在牘板背面寫上字示意他說：“請公主作證。”公主，是孝文帝的女兒，周勃的長子勝之娶公主爲妻，所以獄吏教周勃引用公主作證。
周勃把增封受賜的財物都給了薄昭。等到周勃案件緊急關頭，薄昭替他向薄太后進言，太后也認爲周勃沒有謀反的事。文帝臨朝時，薄太后抓起頭巾向文帝擲去，說：“絳侯身掛皇帝賜給的印璽，在北軍率領軍隊，不在那時謀反，如今身居一個小縣，反倒要謀反嗎！”文帝已經看到絳侯在獄裏的供辭，於是向太后謝罪說：“獄吏剛纔查清楚了，馬上放他出獄。”於是派使臣手持符節釋放絳侯，恢復他的爵位和封邑。絳侯出獄後說：“我曾經率領百萬大軍，然而怎麼知道獄吏的尊貴呀！”
周勃跟隨劉邦幾乎參加了秦末漢初的所有軍事行動，滅秦、徵項羽、平定內亂、防禦匈奴。周勃的作戰特點表現爲兩種形式，一種是“衝鋒狙”，在進攻下邑、齧桑、長社的時候，周勃首先登城，進攻槐裏﹑好畤、咸陽、曲逆的時候，他榮立上等軍功，以後又鎮壓燕王臧荼叛亂，鎮壓韓王信叛亂等。[1]
劉邦正是看到了周勃靜若處子、動如脫兔的特點，認爲他能夠承擔大事，在自己即將去世的時候，把樊噲手下的軍隊交給了周勃。呂后上臺後，周勃隱忍以待。[2]呂后曾以殘忍的手段害死了戚夫人及其子趙王如意，惠帝驚恐而死。呂后遂立劉邦和宮人的幼子爲帝，自己臨朝稱制。她又違背劉邦“非劉氏而王，天下共擊之”的盟誓，封諸呂子弟爲王，又令呂產、呂祿分領京師南北二軍，控制了首都的警衛部隊。還安插自己的親信審食其爲左丞相。公元前180年，呂后病死。相國呂產、上將軍呂祿“矯制以令天下”，妄圖篡奪漢室，齊王劉襄首先起兵討伐諸呂。太尉周勃、丞相陳平用計奪取了呂氏軍權，並與朱虛侯劉章共同謀劃，一舉誅殺二呂，族滅呂氏，立劉邦第四子代王劉恆爲帝，爲漢文帝。[3]