自幼便展现出对音乐的浓厚兴趣，周燕燕在少年时期就成为无锡市少年宫合唱团的一员，积累了宝贵的早期演唱经验。进入高中阶段，她于2000年顺利考入太湖高级中学继续学业。2003年，凭借出色的专业能力，她以专业第一名的优异成绩被上海师范大学音乐学院录取，在校期间有幸师从陆蓉副教授和俞子正教授，接受了系统而严格的音乐训练。2008年，为进一步拓宽艺术视野，她开始跟随锡剧名家顾国英老师学习传统锡剧的演唱技巧与身段表演，丰富了自身的表演形式。同年，在激烈的竞争中，她再次以总分第一的突出表现，成功考入中国音乐学院声乐歌剧系，成为一名公费硕士研究生，师从我国著名声乐教育家、歌唱家马秋华教授，专攻民族声乐表演艺术方向，在硕士阶段进行了深入的理论学习与舞台实践。2015年底，周燕燕远赴美国，在华盛顿大学音乐学院进行了为期一年的访问学者交流与学习。在美访学期间，她始终以“弘扬中华文化”为己任，积极扮演中国民族音乐文化传播者的角色，多次登上美国的表演舞台，用其动人的歌声展示了中国民族音乐的独特魅力，促进了中外文化的交流与理解。
自2001年起，其艺术生涯中陆续获得多项重要声乐赛事奖项，展现出持续而卓越的专业水准。2001年，在无锡市“英才杯”歌唱大赛中荣获银奖；次年，于无锡市“宏图三胞”声乐大赛中取得一等奖的佳绩。2005年，在亚洲国际文化艺术节中国区声乐选拔赛中再次获得银奖。2006年，在上海音乐厅成功举办独唱音乐会，并于同年举办的首届上海市音协杯演唱大赛中荣获三等奖；2007年，在第二届上海市音协杯演唱大赛暨“金钟奖、长三角歌手选拔赛”中再度获得三等奖。2010年10月，因其在校期间的优异表现，获得中国音乐学院颁发的“二等奖学金”及“三好学生”荣誉称号。2011年6月，被授予中国音乐学院“优秀毕业生”称号；同年9月，参加第二届全国高校音乐学教师与研究生声乐邀请赛，在竞争激烈的教师民族组中荣获二等奖第一名；紧接着在10月，参与“神州唱响”第三届全国高校声乐展演，一举夺得教师民族组金奖。2012年5月，亮相“上海之春”国际音乐节——首届声乐大赛，获得民族组铜奖；同年6月，在第七届长三角青年歌手大赛中表现突出，赢得民族组金奖。2014年，于第四届全国高等艺术院校民族声乐大赛中，在综合师范组别获得铜奖。2016年，其艺术成就延伸至国际舞台，在美国Protégé国际声乐大赛的歌剧组别中荣获一等奖，进一步印证了其深厚的演唱实力与广泛的认可度。
在2003年至2007年期间，周燕燕于上海师范大学连续举办了四场高水准的个人独唱音乐会，这些音乐会均通过上海东方广播电台进行了实况转播，获得了良好的社会反响。2010年11月30日，在上海举行的一场音乐会由著名少儿节目主持人鞠萍担纲主持，演出取得了精彩而圆满的成功，包括中新网、人民网、中国网络电视台、新浪、网易、搜狐以及《中华工商时报》在内的数十家主流媒体均对此次活动进行了踊跃的报道。2012年11月10日，她参与了上海师范大学音乐学院院庆40周年系列活动中于上海贺绿汀音乐厅举办的“为你歌唱”声乐专场音乐会，在音乐会上周燕燕演绎了九首风格各异的声乐作品，其优美的音色与精湛的演唱技巧赢得了业内专家的高度赞誉。2014年4月14日，她在上海音乐厅举办了“音乐午茶”独唱音乐会，所选曲目涵盖多种风格，周燕燕在音色的细腻把控与情感的深刻处理上表现尤为出色，并创新性地融入了流行及原生态的演唱元素，为现场观众带来了焕然一新的艺术体验。同年11月26日晚，在省太湖高中报告厅成功举办的周燕燕独唱音乐会现场气氛热烈，赞叹与掌声此起彼伏。美国西部时间2016年10月27日，作为华盛顿大学的访问学者，周燕燕于该校音乐学院Brechemin音乐厅成功举办了以“When East Meets West”为主题的个人独唱音乐会，此次音乐会被列为华盛顿州孔子学院庆祝第三届“全球孔子学院日”的重点活动，演出取得圆满成功，并收获了海外观众及媒体的广泛好评。2019年1月11日，她在四川成功举办了隆昌市新年音乐会暨青年女高音歌唱家周燕燕独唱音乐会。同年6月14日，于上海成功呈现了“燕忆江南——周燕燕江南民歌独唱音乐会”。此外，根据2018年5月27日《新民晚报》“夜莺绕梁”专题文章报道，周燕燕曾于上海交响乐团演奏厅举办了访学汇报音乐会。更早的2007年6月，她在上海金茂音乐厅参与了精品音乐会，演唱了歌曲《天路》；同年，她还参加了上海之春国际音乐节的开幕式演出。在2007年与2008年，她连续两年受邀出席无锡军分区迎新春大型春节文艺晚会，不仅担任主持工作，还奉献了独唱表演。2009年，她在上海宛平剧院公演了多场歌剧《党的女儿》，成功塑造了女主角田玉梅的形象，引起了巨大反响，该剧随后被列入2010年上海高雅艺术进校园的演出剧目。2010年5月，其创作歌曲《杏花春雨》发表于国家级音乐类核心期刊《广播歌选》。同年7月，她在国家大剧院参与了马秋华教授主讲的“流金岁月——追忆似水年华演唱精选”活动，演唱了《远情》和《梅兰芳》；10月，又于国家大剧院参加了马秋华教授主讲的“在云端-经典传唱演唱会”，演唱了《啥鸟飞来节节高》；11月，她受聘担任无锡至德国学研究院“追溯丝绸之路源头”形象大使。2011年3月，她再次登上国家大剧院的舞台，参与马秋华教授主讲的“中国艺术歌曲演唱会”，演唱了《老师我想你》和《去追随我心爱的戈桑》；同年，她在上海师范大学再度上演歌剧《党的女儿》，饰演女主角田玉梅；8月，她亮相江苏卫视“七夕·红豆·相思节”大型文艺晚会，独唱了歌曲《送你一棵红豆杉》。2013年1月22日，她参加慰问演出，独唱歌曲《阳光路上》；同年5月，她参加了美国密西根音乐学院与上海师范大学音乐学院联合举办的国际交流音乐会，演唱了《我的深情为你守候》和《啥鸟飞来节节高》。2014年10月，她在上海大剧院参加了“上海师范大学建校60周年校庆音乐会暨第五届国际艺术节闭幕演出”，与来自日本、韩国的音乐家们同台交流，演唱了《老师我想你》和《飞天》。2016年12月17日，她在纽约卡内基音乐厅参加了获奖者音乐会及颁奖典礼，与曼哈顿音乐学院声乐艺术指导Kyoung Im Kim合作，精彩演绎了歌剧《弄臣》中吉尔达的经典咏叹调“亲切的名字”。