2001年F4憑劇集《
流星花園》成名，主題曲《流星雨》
成為其代表作；同年參加綜藝節(jié)目《ABCDEF4》。2002年周渝民舉辦了馬來西亞第一場檳城簽名會，而在吉隆坡的簽名會場則吸引逾萬人排隊索取簽名。同年參加綜藝節(jié)目《流星夢幻樂園》。
2003年F4在第二屆MTV亞洲大獎上獲得“啟發(fā)精神大獎”。F4成為美國《福布斯》權(quán)力榜上入榜的華籍藝人和組合；美國新聞周刊遠赴臺來訪問，形容F4是制造“亞洲之光”的華人使者。周渝民與言承旭一同到菲律賓首都馬尼拉，參與菲律賓電視臺ABS-CBN所舉辦的周年慶典演唱會。同年，還與朱孝天赴泰國拍攝日本的電單車廣告。2002至2003年，F(xiàn)4還舉辦了共計19場的世界巡回演唱會，平均每場觀眾達3萬人。
2005年F4首次在日本發(fā)行唱片，創(chuàng)下華語唱片在日本公信榜的最高位置紀錄。周渝民還特別獲《流星花園》原作者神尾葉子的肯定。在這一年的第40屆臺灣金鐘獎上，周渝民擔(dān)綱主演的劇集《
戰(zhàn)神》獲“最受歡迎戲劇節(jié)目大獎”。同年
，周渝民在印尼手機票選“最受歡迎亞洲藝人”蟬聯(lián)兩年冠軍。
2006年F4接受美國有線電視新聞網(wǎng)訪問，成為美國CNN首次專訪的亞洲團體。同年，周渝民受日本TBS電視臺邀請，擔(dān)任2006KONAMICUP亞洲職業(yè)棒球大賽的開球嘉賓，成為最先踏上東京巨蛋投手丘、亞洲職棒大賽首位邀請擔(dān)任嘉賓，及日本TBS首次跨國邀請的第一位華人明星。
2007年，周渝民的個人專輯《我不是F4》首周拿下臺灣三大銷量榜單的冠軍。同年，他還獲得了萊卡風(fēng)尚大典的年度臺灣男演員大獎。
2008年F4在日本武道館開唱。在當(dāng)年的韓國有線電視Mnet發(fā)表的“世界美男子一百人”評選中，周渝民在華人中排名最高。2007至2008年，F(xiàn)4擔(dān)任臺灣觀光局日韓地區(qū)代言人，號召大批日韓旅客來臺，成功推動旅游業(yè)。
2009年周渝民擔(dān)綱主演的劇集《痞子英雄》創(chuàng)下臺灣公視廿年來收視紀錄，獲第44屆臺灣電視金鐘獎十一項提名，周渝民更入圍金鐘獎最佳男主角，調(diào)查發(fā)現(xiàn)他獲得兩岸約
八成觀眾力挺獲獎的支持。同年，周渝民在臺灣媒體的票選中，當(dāng)選“臺灣第一帥哥”。又在騰訊星光大典中獲港臺年度最受歡迎電視偶像劇男演員。
2010年周渝民參與角逐韓國首爾電視節(jié)的獎項，高票當(dāng)選為“臺灣地區(qū)人氣演員”。又在臺灣媒體十大明星選拔中獲得年度最受歡迎十大明星、年度最受歡迎演員。當(dāng)年，周渝民主演了北村豐晴執(zhí)導(dǎo)的電影《
愛你一萬年》全臺票房破千萬，排名2010年全臺最賣座國語片第五名。臺灣觀光局趁勢推出“周渝民－臺灣觀光同樂會”活動，為臺灣觀光旅游吸引人氣。
2011年周渝民連接《
與時尚同居》、《
新天生一對》、《
忠烈楊家將》三部電影。3月，《愛你一萬年》入圍第六屆大阪亞洲電影節(jié)（大阪アジアン映畫祭），并最終收獲最受歡迎大賞（Q客賞）。11月，他擔(dān)任了第48屆臺灣金馬獎頒獎嘉賓。同年，他還助陣好友蕭敬騰北京五棵松演唱會。
2012年周渝民主演了講述父子親情的小成本電影《新天生一對》，在中國內(nèi)地取得5262萬的票房成績，臺
灣也取得近四千萬新臺幣的票房成績。當(dāng)年，與臺灣福隆長達十年的經(jīng)紀約期滿，他決定不再續(xù)約，并以獨立的身份將自己的經(jīng)紀約交由銀魚音樂的友人代為打理。
2013年除夕夜，周渝民與F4成員重聚江蘇衛(wèi)視春晚。當(dāng)年，電影《忠烈楊家將》上映，周渝民在其中飾演沉沒寡言、擅長弓箭的古代狙擊手楊三郎。同年，他憑借在電視劇《回家》（彼岸1945）中的表演獲得第48屆臺灣電視金鐘獎戲劇類最佳男主角獎。8月，主演愛情電影《
回到愛開始的地方》，飾演瀟灑帥氣的畫家許念祖。
2014年主演由杜琪峰執(zhí)導(dǎo)的愛情電影《
單身男女2》，該片于11月11日上映，首周票房達到1.4億元
2015年，參演彭順執(zhí)導(dǎo)電影《宅女偵探桂香》。
