Châu Nhất Vi sinh ngày 24 tháng 8 năm 1982 tại thành phố Cát Thủ, Châu tự trị dân tộc Thổ Gia, dân tộc Miêu Tương Tây ở tỉnh Hồ Nam. Cha mẹ anh đều là quân nhân hoạt động trong lĩnh vực văn hóa nghệ thuật. Năm 1992, khi Chu Nhất Vi 10 tuổi, anh đã chuyển đến sống ở Bắc Kinh sau khi bố mẹ chuyển công tác đến đây. Trước kỳ thi đại học, anh nộp đơn vào Học viện Điện ảnh Bắc Kinh (Bắc Điện) và Học viện Hý kịch Trung ương (Trung Hý). Cuối cùng, anh đỗ vào khoa Biểu diễn của Bắc Điện. Sau khi tốt nghiệp, anh đã làm nhiều công việc khác nhau không liên quan đến ngành học của mình.

Mùa hè năm 2003, Châu Nhất Vi tham gia vào chương trình tuyển chọn "Kim Ưng Tân Tú" trên Đài Truyền hình vệ tinh Hồ Nam, nhưng anh đã rút lui trước trận chung kết. Sau đó, anh quay lại trường để làm Trợ giảng Đài từ cho Học viện Điện ảnh Bắc Kinh. Năm 2004, anh được khán giả chú ý khi nhận vai chính trong "Thâm lao đại ngục".

Từ lúc ra mắt làng giải trí Trung Quốc, Châu Nhất Vi chủ yếu phát triển theo hướng truyền hình, đảm nhận những vai diễn quan trọng trong nhiều bộ truyền hình, trong đó đảm nhận vai nam chính của tác phẩm Hải Nham và trở nên nổi tiếng,[1][2] được mọi người gọi với cách gọi “Nham nam lang".[3]

Năm 2013, anh hẹn hò với Chu Đan - "nhất tỷ" của Đài truyền hình Chiết Giang và hiện đang làm MC của đài Hồ Nam, từ đó mà được biết đến nhiều hơn.[4][5] Hai người kết hôn vào năm 2017.