民国时期，张学良和杨虎城联手发动“西安事变”，对蒋介石进行兵谏，迫使他停止内战，一致抗日，为团结抗日做出巨大贡献。
当时张学良率领的东北军内部，其实对兵谏蒋介石有两种态度，一种是支持兵谏的，这些人以于学忠、王以哲等人为首，还有一种是持反对态度，代表人物是万福麟等。于学忠原本是直系首领吴佩孚的部下，吴佩孚的部队被北伐军打败后，于学忠才率领残部投靠了奉军，虽然于学忠是半路归顺奉军的，但张学良却很信任他，在“东北易帜”后，于学忠算得上是张学良麾下的头号大将，当过河北省与甘肃省的主席。
周光烈是于学忠手下三个师长之一，北伐战争时期，吴佩孚被国民革命军打败，他就跟着于学忠投奔到奉军，当时他只是一个中下级军官。等张学良宣布“东北易帜”后，奉军改编成东北军，周光烈也开始得到重用，渐渐的升到师长位置，还率部参加了长城抗战。
“西安事变”发生后，周光烈积极支持张学良的兵谏，率兵在兰州控制住国民党的官员，为兵谏的成功做了不少贡献。抗日战争爆发后，周光烈率兵参加了“台儿庄战役”，后来由于他犯错，被免去了师长职务，只能担任虚职。
1895年，周光烈出生于山东蓬莱，虽然家庭条件不是很好，但他也能在私塾读书，而他学习成绩很好，在私塾读完书后，考入黄县的一所公益性学堂。
他后来到烟台的一所圣经学院学了两年英语，然后到外国人的店铺当伙计。他本人勤奋好学，不愿意碌碌无为的过日子，所以就考入山东省陆军小学堂、北京清河陆军中学，之后升入保定军官学校第九期，和东北军中的郭寄峤、周福成等人是同学。
从保定军官学校毕业后，周光烈被分配到四川，在军阀刘文辉手下当见习排长，由于川军内部地域性强，周光烈这个外省人得不到重用，所以他就离开四川跑到湖北。当时湖北是吴佩孚的地盘，于学忠在吴佩孚手下当第二十六师师长，周光烈就加入到于学忠的部队当连长，不久又升为营长。
1927年，国民革命军对吴佩孚发动猛烈进攻，吴佩孚在两湖和河南的地盘相继失去，于学忠不愿意归顺国民政府，所以就率领残部北上投奔张作霖的奉军。张作霖成立安国军政府后，于学忠担任国民军第二十军军长，周光烈为于学忠的卫队营营长。
于学忠
1928年底，张学良在东北宣布易帜，归顺国民政府，奉军被改编为东北边防军。
1930年11月，“中原大战”结束后，张学良通过支持蒋介石打败反蒋联军，成为国民政府的二号人物，控制着黄河北部地区，这时候周光烈担任东北独立第十八旅第六五一团团长。
1931年夏，军阀石友三在河北起兵反张学良，张学良派于学忠率部前去镇压，周光烈担任独立第十八旅参谋长，制定部队的作战计划。
1932年底，于学忠担任东北军第五十一军军长，杜继武为第一一八师师长，周光烈为副师长，率兵参加了“长城抗战”和“热河抗战”。
1935年5月，周光烈被授予陆军上校军衔。9月，周光烈正式担任第一一八师长，由于东北军其他部队在临洮被红军打败，周光烈率领第一一八师支援临洮，但红军部队没有和周光烈的部队正面发生冲突，而是撤往山西境内。
牟中珩
随后又驻守到兰州，在“西安事变”爆发前，于学忠担任甘肃省政府主席，兼第五十一军军长，手下三个师长分别是李振唐、牟中珩、周光烈。
1936年12月4日，周光烈赶到兰州，和于学忠与另外两个师长，一起到西安见张学良。12月10日，张学良亲自接见了周光烈等三个师长，张学良说蒋介石“剿共”是假，真实目的就是要趁机除掉东北军，如果自己出事了，他们三个师长一定要听从于学忠军长的安排，要是蒋介石召见他们，千万不能说错话，当时周光烈根本不知道张学良的意思。
当周光烈去往临潼的时候，他发现很多东北军的士兵在换防，军官说要保护蒋介石的西安至临潼途中之安全。很快蒋介石要接见周光烈、李振唐、牟中珩三个师长，蒋介石先是嘘寒问暖一番，然后说他知道东北军官兵都想打回东北，但现在最重要的任务是“剿共”，必须“攘外必先安内”。
张学良
从蒋介石住处离开后，周光烈等三个师长又来到张学良那里，张学良询问了一些情况后，让他们立马返回兰州，千万不要在西安逗留。由于周光烈的妻儿在西安，他向于学忠申请在西安留几天，结果几天后就爆发了“西安事变”，周光烈迅速返回兰州。
张学良命令于学忠，为了配合西安的兵谏，一定要包围兰州绥靖公署，把朱绍良等高级官员抓起来，然后把兰州的中央军全部缴械。于学忠任命周光烈为兰州警备司令，负责维护兰州的治安，还要保证国民党官员家属的安全。
当时在甘肃除了中央军和东北军外，还有很多其他派系的部队，他们都时刻关注着西安的动态，湘军的毛炳文部驻守在静宁，毛炳文的一个师长，和周光烈是保定军官学校同学，这个师长打电话问周光烈，说东北军是不是已经“红”了，周光烈说东北军的诉求只是停止内战，一致抗日。
毛炳文
几天后，于学忠召见周光烈，告诉他西安的形势，说已经在和南京国民政府谈判，让他们一定要稳住兰州的稳定，和周光烈等人分别后，于学忠就赶往西安，最终张学良在送蒋介石回南京的时候被扣押。
1937年5月，周光烈被授予陆军少将军衔。抗日战争爆发后，周光烈改任第一一三师师长，跟随军长于学忠参加抗日。
1938年1月，日军重兵进攻徐州，第五十一军一共两万人死守蚌埠，血战临淮关，和日军四万人大战。周光烈下令全师坚守阵地，就算整个师打没有了，也不能放日军过去，经过八天的战斗，第五十一军守住了淮河，但部队伤亡七千多人。
淮河保卫战结束后，第五十一军又前往台儿庄参战，周光烈率领第一一三师顽强抵抗。面对日军的优势火力，战士们即用各式武器对准敌人的步兵群射击，最后跳出战壕反攻，与敌展开刺刀肉搏战。经过多次反复冲杀，阵地前血流满地，尸横遍野。一一三师最终击败了敌人的一再反扑。
1938年7月，于学忠担任第五集团军总司令，周光烈继续担任第一一三师师长，率兵参加了“豫南会战”。
1938年12月，周光烈不知道因为犯了什么事，突然被撤销师长职务，少将军衔也被取消，之后他到重庆的军事参议院任职，在重庆和成都置办了房产和家人居住。
1947年，周光烈恢复了少将军衔，同时办理了退役手续。
1950年，新中国成立后，周光烈在西安居住。
1980年，周光烈去往加拿大和大女儿生活。
1981年10月，周光烈在加拿大温哥华去世。
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