周深祖籍湖南省邵阳市，小时候跟随父母到贵州省贵阳市定居。在初中时，由于自身嗓音特别，不敢在同学面前唱歌，直到在高中的校园歌唱大赛中获得冠军，周深才开始在校园里渐渐有了名气。一位学长也因此主动找到周深，邀请他演唱自己的原创歌曲《雨后你不见了》，这让他开始重新找回唱歌的自信。高考过后，周深赴乌克兰求学，起初选择了医学专业。学习了一年牙科以后，周深决定还是选择自己喜欢的音乐专业，于是转学到利沃夫国立立谢科音乐科学院学习声乐。转学不到四五个月，就由于训练方法不当，声带磨损过度患上了声带小结，尝试了各种治疗方法才终于痊愈。经此一事，周深决定换一个更适合自己的老师，苦求三个月才终于被老师收入门下，正式开始学业，并于2016年夏天毕业。