王给沛公的封号是安武侯，并任他做砀郡郡长。沛公任命周勃以虎贲令的职位跟随沛公平定魏地。在城武进攻东郡郡尉的军队，打败了他们。攻打秦将王离的军队，把他们打败了。进攻长社，周勃又是最先登城。进攻颍阳、缑（ｇōｕ，勾）氏，切断了黄河的渡口。在尸乡北面攻打赵贲的军队。又南下攻打南阳郡吕攻破武关、峣关。在蓝田大败秦军，打到咸阳，灭了秦朝。
项羽到了咸阳，把沛公封为汉王。汉王赐给周勃的爵位是威武侯。周勃跟随汉王进入汉中，被任命为将军。回师平定三秦，到秦地后，汉王把怀德赐给周勃作食邑。进攻槐里、好畤，立了上等功。在咸阳攻击赵贲和内史保，又立上等功。向北进攻漆县。攻打章平、姚卬的军队。向西平定汧县。又回军打下了湄县、频阳。在废丘包围了章邯军队。打败了西县县丞的军队。攻打盗巴的军队，打败了他。进攻上邽。在东。在东边镇守峣关。转而攻打项羽。进攻曲逆，立上等功。回师镇守敖仓，追击项羽。项羽死后，趁机向东平定楚泗水和东海两郡，共占领二十二县。又回师守卫洛阳、栎阳，汉王把钟离赐给周勃与灌婴做为二人共有的食邑。周勃以将军的身份随从高祖征讨反叛汉朝的燕王臧荼，在易县城下把他们打败。周勃率领的士兵在车马大道上抵御敌军，战功多。周勃被封赐列侯的爵位，高祖分剖符信保证周勃的爵位代代相传，永不断绝。赐绛县八千一百八十户做为食邑，号称绛侯。
周勃以将军身份随从高祖在代地征讨反叛汉朝的韩王信，降服了霍人县。再向前到达武泉，攻击胡人的骑兵，在武泉北边把他们打败。又转移到铜鞮进攻韩王信的军队，打败了他们。回师降服了太原郡的六座城。在晋阳城下，攻击韩王信的胡人骑兵，击败了他们，攻下了晋阳。随后又在硰石攻击韩王信的军队，把他们击败，追击败兵八十里。回师进攻楼烦的三座城，趁势在平城之下攻击胡人骑兵，周勃所率领的士兵在车马大道上抵御敌兵，战功最多。周勃晋升为太尉。
周勃攻打叛将陈豨，在马邑县屠城。他率领的士卒斩杀了陈豨的将军乘马。在楼烦攻打韩王信、陈豨、赵利的军队，把他们打败了，俘获了陈豨的部将宋最和雁门郡守圂。趁势转攻云中郡，俘获了郡守圂、丞相箕肆和将军勋。平定雁门郡十七个县，云中郡十二个县。趁势又在灵丘攻打陈豨，把他的军队打垮，斩杀了陈豨，俘获了陈豨的丞相程纵、将军陈武、都尉高肆。平定代郡九个县。
燕王卢绾反叛，周勃以相国的职位代樊哙领兵，攻下蓟县，俘获了卢绾的大将抵、丞相偃、郡守陉、太尉弱以及
