1931年5月15日生于镇海城关。1955年毕业于上海交通大学。1958年毕业于苏联莫斯科动力学院进修班。现任中原对外工程公司高级工程师。1995年当选为中国工程院院士。
“我是在中国进入原子能时代前夕踏上工作岗位。我对放射性行当曾执意追索，并非纯粹出于初生牛犊不怕虎，更多的是领悟了这是居里夫人开创的伟大事业；当时也是我国经济与国防建设的重要战线；加上求学时期敬仰的钱三强夫妇、王淦昌、彭桓武等传奇人物都在眼前领导并指点我们的具体业务；再看周围如饥似渴在外文文献堆里勘探宝藏的老同志们，一个个全神贯注，分秒必争地埋头耕耘，确是一种催人奋进的氛围。致使既有惰性又是改行的我也不甘落后，甘愿冒着‘炮火’前进。”
周永茂长期在反应堆工程和科技第一线从事设计、研究和建设工作，完成了国家交给的许多科研任务：完成了“双流程堆芯”潜艇核动力堆本体的早期设计方案；主持开展了为生产堆、动力堆、游泳池堆的燃料元件与氚靶元件的首次国产工艺定型验证工作；参与了国外尚无先例的高通量堆设计建造的重大决策等工作。
在封锁、禁运的年代搞尖端的核项目，“自力更生”，“废寝忘食”对周永茂和他的同事们来说，已是家常便饭。而“奋不顾身”也不是一个口号。周永茂曾两次受到放射性超标照射。第一次是在六十年代末，在一次核事件中最严重的“燃料烧毁”事件中，作为研究室主任的周永茂，亲自进入热室，用手清除UO2碎片。这核燃料裂变的碎片不仅有能渗入人体内的放射性裂变气体，还有长衰期不等的强放射性裂变产物，更有达几百万年半衰期的锕系元素。“当时我想我已有一儿一女，自己才30多岁，对电离辐射还能抵挡一阵子。再说平时看了那么多文献、照片，对裂变产物的知识终究要比其他人多一些，决定当仁不让了”。第二次是1984年，在微型中子堆的试验中，在十多个小时中，受到的职业照射达年允量的三分之一。周永茂对这两次事件，一直认为是喜忧参半。喜的是关键时刻的行动都有结论性的收获，丰富了理性知识，忧的是身体已受到了损伤。
周永茂是核反应堆工程专家，也是军民融合科技创新专家，由他主持开发的“医院中子照射器示范装置”以及“硼中子俘获疗法”在全世界该领域处在什么位置呢？引用两篇论文里的话来说，这是“1950年起首座专门为BNCT建造的反应堆，可能成为适宜医院址地的首座现代化装置。”这座反应堆“基于一种安全性高、造价低的特点，尤其适宜于建在城市居民区域的医院内。”（《中子俘获疗法——原理与应用》，Wolfgang A.G.等编辑，2012年于Heidelberg,New York,Dordrecht,London出版）；这座“从一座低功率堆直接利用堆芯中子”有趣的新装置，以后可能会帮医院的大忙（Rolf F.Barth 等3国11名BNCT专家署名的开篇评论文章《Radiation Oncology》2012,7:106,P.1-21）。
在周永茂眼中，他所认为的科技创新，一般而言带有前瞻性、实验性的内涵，并且区别于成熟的、商业性的产品。在一次科技创新展会上，周永茂表示：展品，尤其军民融合展品，需要民众与企业方在展会上直接沟通，而不是通过网络、报刊等难分真伪的常规方式，这才是妥当与有效的方法。
对于科技上的军民融合，周永茂也有自己的看法。他认为，大量军用科技内容是可移植到民品上的，但如核武器等相关技术运用于民品上是要花大力气的，例如辐射问题，对武器来说可以不计后果，但对民品这就是一个首要的抑制因素，必须用辩证的观点，实实在在向群众解释清楚几个问题：
其一，天然辐射是客观存在的；
其二，利用辐射也可造福人体健康；
其三，辐射是可控的，可调的；
其四，弃弊扬利，让辐射成为攻克人类头号杀手——癌症的唯一利器。
周永茂知道，民众对“核”还处在一个并不是非常了解的阶段，民众的担心、忧虑其实也是他自己的担心、忧虑，但是他并没有被这些忧虑所困扰，他说他一直在思考，当他能分析透彻并说服他自己时，也就自信能在交流会、讨论会上让持疑者得以信服，不会产生争执不下的情况。
如今，中国的核工业正在进行第二次创业，周永茂领导着民用反应堆的开发，并在国内外各建造了4座民用堆，赢得了很好的国际信誉和经济效益。