周国虞继承祖志，念念不忘反清复明。后来投奔了天地会，并在浏阳办起了征义堂，会众数千，声势浩大。湖南官员将其视为眼中钉肉中刺，派大将
江忠源前往镇压，周国虞败走野人山。当时太平军兴起，清廷大臣
曾国藩奉命组办团练——湘军。不久，曾国藩率军进攻野人山，周国虞不能当，引不足百名的征义堂骨干逃出。
1854年初，太平军重回湖南，周国虞应好友
罗大纲之邀参加太平军，加入拜上帝教。随太平军在靖港痛击曾国藩，但大将
林绍璋战败于湘潭，太平军不得已撤出湖南。
太平军主力撤出湖南后，曾国藩趁机在城陵杀死
曾天养，乘胜攻克武昌、汉阳，矛头直指长江重镇——田镇。周国虞奉命率三千军马驻守田镇，拦截江面。湘军水师分四拨进攻，太平军向来重陆轻水，战船简陋，难与湘军船只匹敌，激战一天后，太平军惨败，周国材阵亡。国虞仅率数百人逃出。
在湘军即将进击九江之时，太平天国翼王
石达开来到九江，在九江守将
林启荣配合下挫败湘军，国虞与焉，将功折罪。次日，湘军进攻湖口，也是无功而返。过了十多天，石达开定计将湘军舢板锁在鄱阳湖中，下令罗大纲引水师袭击湘军，大破之。
1861年初，
陈玉成西征军夜袭黄州，已加封地官又正丞相的周国虞身先士卒、奋勇冲杀，被清军包围杀死（一说是周国虞伪装成清军被发现，战死）。