1925年考入奉军陆军军士教导队（队长张学良），1930年毕业于东北陆军讲武堂第9期。历任张学良侍卫室副官，东北军团副、第3旅7团代团长、第109师627团团长。
1937年10月获释，1938年3月秘密加入中国。先后任国民革命军第57军112师336旅672团团长（淞沪会战、南京保卫战）、112师334旅667团团长（徐州会战、武汉会战）、111师333旅代旅长（师长常恩多）。
1941年2月被顽固派逮捕，就在重庆秘密下达将其处决命令的同时，他从监禁地成功逃出并进入八路军115师滨海抗日根据地。
1943年起任东北军新111师师长，八路军115师滨海支队支队长（政委覃士冕、王振乾），115师滨海军区副司令员（司令员陈士榘、政委唐亮）兼滨海支队支队长。
抗战胜利后回东北，相继任中共中央东北局委员，东满军区第一副司令员（司令员周保中、政委林枫），东北民主联军第7纵队兼辽北军区司令员（政委周赤萍），吉林军区副司令员（司令周保中、政委陈正人），东北民主联军第1纵队司令员兼政治委员、政治委员（司令员李天佑），东北野战军第5纵队司令员、党委书记（政委刘兴元）。
新中国成立后，相继任中南军政委员会委员，中南军区特种兵司令部党委书记，中南军区炮兵司令部司令员、党委书记，解放军炮兵部队第一副司令员兼东北边防军炮兵主任。
1951年回国，历任东北军区炮兵司令员、党委书记兼解放军炮兵学校校长和党委书记，政务院第二机械工业部副部长（1952—1954），解放军总参谋部装备计划部部长、党委书记（1953—1959）兼国防部第5部部长（1958）和中国科学技术协会第一届委员会副主席、国防科学技术委员会副主任（1959）。
1931年“9.18事变”后到东北军工作，历任东北军骑兵第2师中共工委组织部长、书记，东北军中共工委书记（西安事变），西北抗日军政委员会党政处科长、设计委员会委员。
全国抗战时期，先后任东北抗日救亡总会党团书记，延安中央马列学院学员，中央统战部科长，延安中央党校学员，中共七大会议代表。
抗战胜利后回东北，相继任中共辽东省委委员（书记肖华）、政府工作委员会书记，辽东行政办事处副主任（主任张学思），东北行政委员会委员（主席林枫），安东省民主政府副主席（主席高崇民）、主席，中共安东省委书记兼安东军区政治委员（司令员沙克、程世才），东北人民解放军第4纵队副政治委员（司令员胡奇才、政委彭嘉庆），中共辽东省委副书记（书记张闻天）、省人民政府主席，东北军政委员会委员。
新中国成立后，历任中央人民政府燃料工业部副部长兼党组副书记（1950—1955），国务院电力工业部部长兼党组书记（1955—1958），国务院水利电力部副部长（1958—1966）、党组副书记（1959—1961）、党组和党委书记（1961—1966）。
“文革”中受迫害，1978年恢复工作。相继任国家经委顾问，中共第十一届中央委员会常委，国家电力工业部部长、党组书记（1979—1981），国务院顾问。
1922年入奉军当兵，相继任奉军排长、连长，东北军张学良卫队旅营长，东北讲武堂学员，张学良的副官，东北军步兵独立第16旅参谋处长，国民革命军第53军116师647团团长（长城抗战）、130师691团团长（西安事变），东北武装抗日救亡先锋队总队长。
1937年10月14日，他在河北省晋县小樵镇将其所部改编为河北人民自卫军，举旗抗日。历任河北人民自卫军司令（党代表孙志远），八路军第3纵队兼冀中军区司令员（政委王平、程子华），中共冀中区委委员（书记黄敬）、冀中军政委员会委员（书记贺龙）、冀中行政公署主任，八路军冀中总指挥部副总指挥（总指挥贺龙、政委关向应），八路军晋绥军区司令员（政委林枫），中共中央晋绥分局常委（书记关向应，代书记林枫）。
抗战胜利后回东北，相继任中共中央东北局委员，东北人民自治军第一副总司令（总司令，第一政委彭真，第二政委罗荣桓），东北军政学校校长，中共中央西满分局常委兼西满军区司令员（政委李富春、黄克诚），东北民主联军副司令员（司令员，政委彭真、），东北军区暨东北野战军副司令员（司令员兼政委），东北行政委员会交通委员会主任、铁路管理总局局长（行政委员会主席林枫）。
新中国成立后，历任政务院铁道部副部长、党组副书记（1949—1954），军委运输司令部司令员（1950—1954），国务院铁道部副部长兼党组和党委副书记（1954—1965）、部长（1965—1970）兼党委书记（1965—1966），军委总参谋部军事交通部部长（1954—1969）兼西南铁路建设总指挥部副总指挥、工地指挥部司令员和政治委员（1962），解放军铁道兵第一政治委员、党委（1964—1968），中共中央西南局“三线”建设委员会委员，第一、二、三届国防委员会委员。
1974年7月在的亲自过问下，他重获自由。1975年8月至1983年1月任铁道兵政治委员、党委第二书记、党委，委员（1977—1982）。
夫人刘沙，是1937年入党的“老八路”。建国后，曾任北京大学数学力学系党总支书记、国务院第八机械工业部教育局副局长。
1930年5月在湘鄂赣参加中国工农红军并加入中国。历任红5军政治部秘书（主任吴溉之），红3军团政治部秘书处处长（主任袁国平）兼军团政治教导队政治委员、军团政务处处长和政治保卫分局执行部部长（局长张文彬），中华苏维埃第一次全国代表大会代表，中革军委总政治部地方工作部部长（主任王稼祥），红一方面军总政治部地方工作部部长（主任）、工人师政治部主任（师长兼政委梁广）、中央警卫师政治部主任（师长孙超群，政委张经武、李干辉）；参加了两次攻打长沙的作战和中央苏区历次反“围剿”。
1934年10月参加长征，相继任红8军团第23师政治部主任（师长孙超群、政委李干辉）、军团政治部破坏部部长（主任罗荣桓），中央纵队第3梯队上干队政治委员（队长肖劲光），红一方面军政治部巡视员、方面军总政治部秘书长兼敌工部部长（主任王稼祥、、任弼时），红军前敌总指挥部政治部秘书长兼敌工部部长（主任）。
全国抗战时期，先后任八路军前方野战政治部敌工部部长（主任傅钟），八路军总司令部秘书处处长（参谋长），延安中央马列学院学员，八路军前方野战政治部组织部部长兼军法处处长（主任罗瑞卿）。
抗战胜利后回东北，相继任东北人民自治军政治部副主任（主任陈正人），东北民主联军政治部副主任（主任陈正人、谭政）兼联络部部长和中共长春市委书记，东北野战军政治部副主任（主任谭政）兼后勤司令部政治委员（司令员钟赤兵），中共中央东北局委员，东北军区政治部副主任（主任谭政）兼联络部部长、政治部主任（司令员兼政委高岗）兼东北军政学校政治委员（校长伍修权）。
新中国成立后，历任东北军区政治部主任、副政治委员（1950），中共中央东北局常委（1954），沈阳军区政治委员（1955—1959）。
1955年被授予中国人民解放军上将军衔并荣获一级八一勋章、一级独立自由勋章和一级解放勋章，1988年被授予解放军一级红星功勋荣誉章。
周桓的家乡在辽宁省东港市的大孤山镇，他的老母亲和两个妹妹在他成为解放军上将后仍然在大孤山的家中过着朴素的生活。“文革”中，他的老母亲和两个妹妹在家乡同样遭到不公正对待，并在疾病和贫困中相继去世。
1925年入奉军当兵，相继任奉军第7师补充团缮写员，东北陆军第5期教导队学员，东北讲武堂分校第1期学员，东北军第127师6团准尉见习生、排长、连长。
1936年参加吕正操组织的抗日先锋队，1937年6月加入中国。先后任冀中人民自卫军第2总队总队长、第2团团长，八路军第3纵队（冀中军区）8支队兼冀中军区第2军分区司令员（政委吴西），冀中军区第7军分区司令员（政委吴西、张达、张庆春）。
抗战胜利后，历任冀中军区第7军分区司令员（政委张庆春）、军区军政干校校长，华北军区独立第209师师长（政委邓可运），绥远军区司令部参谋长（司令员傅作义、政委）。
新中国成立后，历任绥远军区司令部参谋长，河北军区副司令员（1951—1964），中国人民志愿军第23军副参谋长、参谋长（1953）。
1929年初在沈阳与阎宝航、张希尧等人发起组织“辽宁省国民常识促进会”并被推选为该会主任。至同年底，“促进会”办起城市平民夜校41所、农村平民学校200所，遍及辽宁省20多个县。
“9.18事变”后到北平，他与东北同乡高崇民、阎宝航、陈先舟等人共同发起成立了“东北民众抗日救国会”并任常委。
抗战胜利后回东北，1946年10月加入中国。先后任嫩江省民主政府副主席（主席于毅夫），东北行政委员会教育委员会主任委员兼哈尔滨大学校长。
新中国成立后，历任东北人民政府委员兼教育部部长，沈阳师范学院院长，沈阳体育学院院长，辽宁省副省长（1954—1967），民进中央副主席（1956—1971）兼沈阳分会筹委会主任，政协辽宁省第一、二、三届委员会副主席。
车向忱一家世代为师，他的父亲、兄弟、儿子、儿媳、孙子、孙媳都从事教育工作，全家共有14位教师。
1937年参加中华民族解放先锋队，同年加入中国。历任晋西北抗日先锋总队中队长，平西抗日联军参谋长（司令员王仲华），八路军冀热察挺进军第35团参谋长（团长白乙化、政委潘峰），八路军晋察冀军区平北军分区第10团营长、团长（政委吴涛），平北军分区参谋长兼热西支队支队长，冀热辽军区司令部副参谋长（参谋长彭寿生）。
抗战胜利后回东北，相继任哈尔滨卫戍司令部参谋长（司令员聂鹤亭、政委钟子云），松江军区兼哈尔滨卫戍司令部副参谋长（参谋长熊伯涛），东北民主联军独立第2师副师长兼参谋长（师长温玉成、政委李世安），东北野战军第12纵队34师副师长兼参谋长（师长温玉成、政委谭友林），中国人民解放军第49军副参谋长（参谋长缺编，军长钟伟，政委袁升平）。
新中国成立后，历任军务局副局长，西藏军区参谋长（1957）、副司令员（1963—1968），军委铁道兵顾问。
