2013年8月，周天成参加中国广州举行的世界羽毛球锦标赛，出战男子单打项目，首轮以2比0击败斯洛文尼亚选手伊斯托克·乌特鲁萨晋级，但在第二轮就以1比2（10-21、21-19、10-21）不敌9号种子、丹麦的简·奥·约根森出局。
2014年10月，周天成出战法国超级赛，最后在男单决赛以10－21、25－23、21－19逆转五号种子王睁茗获胜，摘下个人星空体育官方网址生涯第一座超级系列赛冠军，成为中国台北首位超级系列赛男子单打冠军得主，周天成的世界排名也凭借法国站成绩来到第八位，首度进入世界前十之列。他在隔周前往德国，寻求卫冕碧特博格黄金大奖赛，在半决赛击败世界排名第九的星空体育官方网址三号种子田厚威，决赛时以直落二（21-17、21-10）战胜爱尔兰的斯科特·埃文斯，完成男单三连霸，在接下来的中国首要超级赛也闯进四强才败于两届奥运金牌得主林丹。
时至2021年7月，周天成前往东京参加2020年夏季奥林匹克运动会，并以第2种子出战羽毛球比赛男子单打项目。在八强赛，面对赛前九战全败的金牌卫冕者、中国的谌龙，周天成最终以1比2（14-21、21-9、14-21）落败，二度止步奥运八强。
2024年5月汤姆斯杯团体赛1/4决赛中，周天成出任队伍一单，对阵丹麦安赛龙，最终以2:1（21:19，14:21，21:19）惊险取胜，最终中国台北3：1丹麦进入四强，创队伍参赛以来最好成绩。
