柏乡之战大捷后，周德威又联合镇州定州兵征讨在幽州(今北京)称帝的刘守光。刘守光派大将单廷圭率精甲兵一万出战。起初，单廷圭对左右吹嘘说︰“今天我给你们把那个周阳五捉来!”到了阵前，他见到周德威便一个人拍马摇枪直冲过来。周德威假装败退，等单廷圭即将追上时，他闪身躲过，在单廷圭稍一楞神的时候，拨马回身挥锤便将单廷圭打下马来，生擒活捉。主将被擒，幽州兵不战自溃，周德威趁势追杀，取得全胜。最后又将刘守光父子活捉，送回晋阳，李存勖祭告父亲李克用在天之灵后将刘守光父子斩首，了却了父亲一桩未了的心愿。周德威也因功被任命为检校侍中和幽州节度使。
几年后，在争夺魏州的战役中，梁将刘寻出兵奇袭晋阳，在魏州的李存勖急忙调兵紧追，又让李嗣恩领兵火速赶回晋阳加强防守。周德威当时在幽州，得到消息后，亲率一千骑兵救援晋阳，到达土门(今河北获鹿)时，刘寻知道晋阳有防备后已经转兵出太行山向东，准备抢占临清(今河北临西)，想截断晋军的供应线，周德威看出了刘寻的企图，马上领兵绕过去抢占，中途抓获敌军几十人，用刀划伤他们的背部后放他们回去，这些人见到刘寻后，说周德威已经占领了临清，其实这都是周德威的计谋，刘寻不辩真伪，在迟疑的时候，周德威已经趁黑夜抢先占领了临清。周德威这次策应李存勖最终击败了刘寻和梁军。
