高行周,字尚质,幽州人。出生于妫州怀戎军的雕窠里。曾祖父高顺厉,一生在怀戎军任职。父亲高思继,有兄弟三人,都英勇豪健有武略,名声传遍朔方。后唐武皇平定幽州时,上表推荐刘仁恭做统帅,又留下军队来戍守幽州。以高思继的哥哥担任先锋都将、妫州刺史,高思继提任中军总将、顺州刺史,高思继的弟弟担任后军都将,兄弟分别掌领燕地军队。部下士卒,都是山北的豪杰,刘仁恭非常畏惧他们。后唐武皇准备南归以前,私下对刘仁恭说:“高先锋兄弟三人,势力覆盖州府,将成为燕地后患的,一定是这一家人,你要善于谋划。”过了一段时间,来自太原的戍守部队放肆横行,高思继兄弟们以军法制裁他们,杀死很多人。武皇大怒,责备刘仁恭,刘仁恭就状告高氏兄弟,于是高氏三兄弟全被杀害。刘仁恭又以高思继哥哥的儿子高行圭做牙将,高氏兄弟的儿子都收在帐营中做事,优厚地对待他们以安定他们的心。这时高行周才十多岁,也担任一职,在刘仁恭身边做事。

到后唐庄宗收复燕地,将高行周隶归于明宗帐下,经常与后唐末帝分别率领牙兵。明宗征伐燕地时,高行周领兵随行。同乡人赵德钧对明宗说“:高行周内心很是谨慎忠厚,必将享有高贵的地位。”后梁大将刘寻阝占据莘地时,与太原部队对阵,一天到晚接战。曾有一天,两军列成战阵,元行钦被敌军追击,一剑砍中了他的脸,而血战仍未停止,高行周带着手下精锐骑兵突进敌人阵营而解了围,元行钦得以逃脱。庄宗这才信任高行周,召来行周抚爱慰问,奖赏功劳,想招收行周到自己帐下,又考虑自己已经从明宗帐下夺过了元行钦,再要夺过高行周,恐怕将伤了明宗的感情,就暗地里叫人以利禄诱招他。高行周推辞说“:总管用人,也是为了国家,服事总管就像服事王一样。我家兄弟们,脱离灾难再获生命,是蒙受了总管的厚恩,能忍心背离他吗?”到两军驻扎在黄河岸边时,侦知后梁军队从汴州进了杨村寨,明宗清晨到斗门,布置埋伏下的兵将截击梁军,而寡不敌众,反被梁军占了上风。这时刀光剑影,形势非常危急。高行周听到后,出动骑兵横冲攻击梁军,才使明宗伏兵解了围。明宗袭击郓州时,高行周当先锋。恰逢夜晚下暴雨,士兵都不愿前进,高行周说:“这是上天帮助,他们一定没有准备。”当夜,渡过黄河攻进郓州东城,到天亮时就平定了郓州城。

庄宗平定黄河以南,高行周接连迁升到检校太保,兼任端州刺史。后唐同光末年,出任镇守绛州。后唐明宗即皇帝位,特别对高行周委以重任和厚待他。天成年间,跟从王晏球包围定州,击败王都,擒获秃馁,都立下战功。贼寇平定后,调任颍州团练使。长兴初年(930),因为北部与契丹相邻接,高行周被委用做振武军节度使。第二年,因为黄河西部发生战争,被调任镇守延安。清泰初年(934),改任潞州节度使,晋高祖石敬瑭在太原称帝,唐末帝命令张敬达征讨他,高行周和符彦卿担任左右排阵使。契丹国主进入中原援助太原晋军时,高行周和符彦卿领骑兵阻击他,不久被契丹人打败,于是高行周和张敬达据守晋安寨,几个月都不见救兵到来。杨光远想谋害张敬达,高行周知悉这一阴谋,领着勇壮武士保护敬达。敬达性情憨厚,不知高行周是在暗中保护自己,对别人说“:行周总是跟在我后面,是什么意思呀?”因此行周不敢再那样,张敬达就被杨光远杀害了。

晋高祖进入西京洛阳,命令高行周回到藩镇,加封同平章事,晋高祖建都汴京,以行周担任西京留守,不久,调到邺都。晋高祖驾临邺都时,碰上安从进叛乱,就任命高行周为襄州行营都部署。第二年秋天,平定汉南。晋少帝即位,兼任侍中,调任镇守睢阳。开运初年(944),跟从少帝到澶渊,在黄河岸边阻击敌人。车驾回京后,代替景延广担任侍卫亲军都指挥使,调任郓州节度使。当时李彦韬任侍卫都虞候,事情都由他决定。行周虽然典掌禁兵,常常无所事事,朝拜之后回到家中,门庭冷落,客人朋友来往,也只斟满酒杯畅饮而已。接着改任归德军节度使,以李守贞代掌兵权,让高行周回到藩镇。到契丹国主死在栾城,契丹将领萧翰立许王李从益掌管契丹在南方的军国事务,李从益冒死派人召请高行周,行周托病推辞,过后对别人说“:衰落的世代难以辅佐,更何况契丹这种儿戏呢!”

汉高祖刘知远进入汴京后,加封高行周为守太傅,兼中书令,代替李守贞做天平节度使。杜重威占据邺都反叛时,汉高祖以高行周任招讨使,统兵讨伐他。邺都平定后,被授与邺都留守,加封守太尉,进临清王爵位。乾佑年间,入朝拜见皇帝,加封守太师,进封为邺王,又授与天平军节度使,改封为齐王。周太祖登上帝位时,加封为尚书令,增加食邑到一万七千户。太祖因为行周是年高老将,诏令恩赐不称行周名字,只称呼他的王位。慕容彦超占据兖州反叛时,太祖御驾亲征,行周奉侍圣驾,进酒上菜,总是亲自殷勤服侍,太祖待他更加优厚。广顺二年(952)秋天,因病在任上去世,享年六十八岁。朝廷加倍赠送丧资,册封为尚书令,追封为秦王,谥号叫武懿。