隋大业三年（607），起家为官。隋末农民战争爆发后，追随秦王李世民左右征战。唐朝建立后，成为秦王李世民府库真、车骑将军。太子李建成催促唐高祖李渊调走周绍范为禁军首领。玄武门之变，率禁卫军与太子卫军交战，协助秦王李世民杀兄太子李建成及弟李元吉，支持太宗李世民即位。贞观五年，袭爵谯郡公，累迁检校殿中监、右屯卫将军。唐太宗李世民幸渭水，侍中高士廉、中书令房玄龄、将军周绍范等驰六骑跟随，与颉利可汗隔水言语，切责其负约。群酋见帝，皆惊，下马而拜。俄而，众军齐至，旗铠光明，部队静严，胡虏大骇。帝与颉利可汗按辔，即麾军却而阵焉。630年， 出屯太原，以图进取突厥。突利可汗乃率其众来奔，太宗礼之甚厚，频赐以御膳。
贞观七年，加授左屯卫大将军，卒于任上，谥号为敬。
褚亮《唐故左屯卫大将军周孝范碑铭》
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