周碧泉原名周绪亨，1910年出生在平江县思村乡蒋山村的一个贫苦农民家庭，从小就帮父母上山砍柴做家务活，仅读了几个月的夜书。8岁时就到地主家放羊。
1926年大革命运动风起云涌，周碧泉的叔祖父周贤武、大叔周迪仁、细叔周门仁及大哥和三弟、四弟等5位亲人都加入了革命。大革命失败后，他的5位亲人先后被国民党反动派杀害。1927年1月周碧泉怀着满腔仇恨，毅然参加了红军游击队，并加入了共产主义青年团。后随平浏农民自卫军参加了毛泽东领导的秋收起义。在井冈山的反围剿战斗中，他英勇善战，战功卓著，由红军班长提拔到了排长、连长、营长、团政委、红5军团总政治部组织部长。第五次反围剿失败后，他随红军参加了举世闻名的二万五千里长征，并任红5军团师政治部主任、军委总政治部巡视员等职务。长征途中一次宿营时，他带队巡逻，发现一股反动民团的大刀队偷袭中央领导机关，他迅速指挥红军战士与匪徒展开了激战，消灭了这伙疯狂的敌人，保卫了中央领导的安全。在这次战斗中，他英勇顽强，身负重伤，被记大功。红军长征到达陕北后，他又任红15军团政治部组织部长。
1937年红军为了中国抗日统一战线的大局，决定改编为八路军。党中央根据许多红军战士对戴青天白日帽徽很反感和对红军光荣称号有着深厚情结的情况，决定在全国发行3万多枚红军纪念章。纪念章为铜质，呈五角星形状，白底红边，宽4.3厘米，长3厘米。纪念章上铸有斧头镰刀和战士骑马图案，及“1927—37红军十周年纪念章”字样。获得者必须是1937年7月前红军正规部队在编人员，这也成为后来老红军划分时间的依据。周碧泉当时跟随毛泽东、周恩来等中央机关领导在延安，是位真正的老红军，所以他才有机会拥有这枚在延安时由周恩来亲自颁发的纪念章。后来，老红军们都把它视为一种荣耀，大家聚到一起，看到谁佩戴了这块纪念章，都会对他产生崇拜之情。为此，周碧泉将纪念章视为珍宝珍藏，且保护完好，颜色也很鲜艳。现被周家视为“传家之宝”。
在庆祝长征胜利30周年时，他满怀激情地为纪念长征胜利赋诗：
忆长征、爬雪山过草地
全副军械与征袍，
脚踩雪剑踏冰刀；
世人若问为何事，
誓举红旗神州飘；
天连草地草连天，
举目四顾绝人烟；
行军万里无住址，
露宿风餐众志坚。
红军改编成八路军后，周碧泉任八路军115师后勤部主任。1938年党中央派他赴苏联伏龙芝军事学院学习。他勤奋学习，记忆力强，成绩优异。后来，因他精通俄语，忠诚可靠，经共产国际考察推荐，被选派到苏联远东军任情报翻译官。出发前，斯大林亲自接见了他，并送给他一支钢笔，勉励他好好地做翻译工作。苏联军事情报部门既不是苏军的一个军种，也不是它的一个兵种。情报部门的人员不着军服，也没有可以进行识别的证章或符号。周碧泉在远东军司令部侦察处第4科负责处理所收到的全部情报资料的翻译工作。
1945年春，苏联远东军正在密切注视着日本关东军的动态，随时准备向日寇发起进攻。日寇虽已成惊弓之鸟，但仍然想垂死挣扎，准备向苏军发起突然袭击。情报部门搜集到了大量情况，通过周碧泉等人的翻译整理，迅速上报总参谋部。苏联根据情报，做成了一份绝密作战计划文件，并要求向延安传达。为安全保密起见，斯大林指示周碧泉不带文件秘密回国口头传达。周碧泉一到延安后，受到了毛泽东、周恩来的亲切接见。周碧泉口头传达后，周恩来要他默写出来存档。周碧泉坐在周恩来的办公室里，用了不到2个小时，就将2000多字的绝密作战计划默写出来了（建国后，周恩来指示驻苏联大使馆人员核对这份绝密文件，竞发现与原件一字不差）。周碧泉在苏联一共做了7年的翻译，除做好情报翻译工作外，还翻译出版了斯大林的《从社会主义到共产主义》等多部著作，受到了斯大林的赞扬。
回国时，他再一次受到了斯大林的接见。斯大林交给他两个精致的烟斗，亲切地说：“一个送给你，奖励你在远东军的情报工作干得好。另一个请你转交毛泽东，并代我向他问好。”这两件特殊的礼物，后来成为中苏两党关系史上的佳话。在20世纪40-50年代，在我们党内的领导干部中，受到斯大林同志的接见，既是一种荣耀，又是一种资格的象征。而周碧泉同志是我们党内极少数受到斯大林两次亲切接见，并且两次都由斯大林亲手赠送礼物的人，这在当时国际共产主义同盟国中也是十分少见的。
周碧泉从苏联回国后，担任东北军区、华东军区政治部组织部长，与四野的罗荣桓、刘亚楼等关系密切，工作协调配合得很好。建国后，他先后担任最高人民检察署华东分署副检察长，中共安徽省委组织部部长、政协安徽省委常委等职。
他在革命战争年代英勇奋战，身先士卒，曾多次负伤，其中重伤3次，头部有9处伤痕，颈部、背部也中过子弹，身上还留有2块弹片，身体受到严重的损害，带病工作了很长的时间，最后不得不离职疗养。1978年春，为了减轻国家的负担，他带头勤俭节约，主动要求回湖南平江家乡疗养。县委安排他在平江县委招待所，仅住了几天，他怕增加县里的负担，又谢绝了县委领导的多次挽留，翻山越岭回到思村乡蒋山村老家养病。在老家疗养期间，他爬上曾经打过游击的福寿山顶，望着连绵起伏的福寿山，他心潮澎湃，如烟往事涌上心头。那年，他们攻打长沙回来，部队在山头上休整，他和几个同乡战友，遥望着山下那残破的村庄，兴致勃勃地谈论着革命成功后如何建设山村的美好设想。那几位同乡战友，虽早已倒在战争的血泊之中，但他们的遗愿，却时时在他的耳边回响。福寿山周围，几百多户人家，工值几毛钱，口粮水平两百来斤。乡亲们的生活苦啊！想到这，他好像欠下了烈士的债，乡亲们的债，他从此下决心，不再离开故土，他要还债，要让乡亲们脱贫致富。他千方百计争取资金，带领乡亲们劈山修路，植树造林；新建学校，发展教育；修建白水电站，解决照明问题；他看到山高林深，古藤缠绕，瀑布飞泻，终年白岚飘飘，云蒸雾罩的壮丽景观，率先向乡村干部提出了开发福寿山自然景观，发展旅游事业的美好规划。现美好规划已成为现实，福寿山被批准为国家级重点风景名胜区，到福寿山参观休闲的游客络绎不绝，促进了当地的经济发展。
1981年12月2日，周碧泉在平江病逝，享年71岁。临终前，他向组织要求丧事从简，节约为重，体现了一位作风正派、廉洁奉公、艰苦朴素的老共产党员的崇高境界。中组部和安徽省委、湖南省委及宋任穷、王首道、黄克诚、张震、莫文骅等领导分别发来唁电表示悼念。
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