吉囊之子俺答，率数万骑兵犯前卫，周尚文与之激战于黑山，杀吉囊子满汗歹，追至凉城，击退了鞑靼，斩获颇多，周尚文晋升为右都督。不久后，鞑靼又由宣府逼近北京近郊，出大同塞往北行军，周尚文率军邀击，稍有俘获。后来，鞑靼又大举入侵，进犯鹁鸽谷，将要南下，周尚文率军守备阳和，派多队骑兵骚扰鞑靼，鞑靼退兵后，世宗降敕奖赏周尚文。
当时，总督翁万达与周尚文商议修筑长城，自宣府西阳和至大同开山口，长约二百多里，由周尚文带领士卒完成。周尚文又增加了阳和以西至山西丫角口段，共四百余里，修筑敌台一千多座，开垦屯田四万余顷，增添守兵一万三千多人。世宗嘉奖他的功劳，升其为左都督，加太子太保，荫子世袭锦衣千户，史称“终明之世，总兵官加三公者，尚文一人而已”。
周尚文奏称陕西巡抚贾启挟怨报复，当年曾劾奏他的三个儿子冒功升赏，仍唆使陕西按察司前来治罪，俱发戍边，周尚文设问：“父子暌离异域，一旦遇警，臣以孤身当虏，谁为援者？”兵部指出其子因他事谪戍，实在与贾启无关，世宗旨意中也同意功过应该分开。世宗批令周尚文之子照原罪发遣，但实际谪戍的仅有其二子周君佑，长子周君佐及三子周君仁仍留在周尚文身边。
俺答犯大同、宣府，指挥顾相以千余骑迎敌，中伏，被围于弥陀山茨林墩，周尚文闻警，督参将吕勇、游击李梅等出边增援，周君佐、周君仁各率所部驰援血战，敌骑溃去，而顾相与指挥周奉、千户吕恺等先已战死。周尚文命官军转战逐北，在野口遇伏，明军早有戒备，殊死与战，格杀其首领，俺答受重创引去，而尚文早在其归路布下伏兵，斩获甚众。捷报传来，世宗在核实后奖励众官，“尚文准以功赎，并贷其子君佐等三人所犯军罪。”
周尚文侦知俺答正集结部伍，将由去秋的路线进犯宣府，翁万达认为宣府总兵赵卿怯懦，疏请借调周尚文应敌。俺答果以数万骑侵犯滴水崖，指挥董阳、江瀚、唐臣、张淮等俱战死，遂大举南下，驻隆庆石河营，游骑四出。宣府游击王钥、大同游击袁接战于隆庆州桥南，一番厮杀，俺答移营南向。周尚文提大同兵万骑赶到，南路参将田琦率兵千余前来会合，与俺答主力遇于曹家庄，一场恶战立刻展开，双方近身相搏，鏖战了整整一天，仍是相持未决。夜晚，周尚文令死士袭扰敌营，使不得停息。
次日，明军接着殊死拼杀，“斩酋首四，搴其旗”，俺答为之气沮。这时，翁万达督援兵赶来，顺风鼓噪扬尘，以为疑兵之计，俺答惊恐，遂结营东遁，宣府新任总兵赵国忠闻警驰出关，至大滹沱邀击敌军，斩获甚多，又与周尚文等分道追杀，俺答溃不成军，扶伤驮尸，狼狈夜遁。捷报传来，京师振奋，兵部题复：“虏近鸷甚，小入则小利，大入则大利，边民受其荼毒，我兵积怯，已成不振。今兹诸将能挫败其锋，使之狼狈出奔，盖数年所未见，所宜略过论功，用作敢战之气，风示诸镇。”世宗心情颇为愉悦，以周尚文以首功，加太保兼太子太傅，赏银五十两、纻丝六表里。周尚文上疏为将士请功，“诸将士奋不顾身，三战三捷，即所摧败，前此无闻”，请求辞去升赏，建议世宗奖励英勇杀敌的将士。世宗谕令兵部从速议定赏格。
周尚文一生清廉，严嵩父子对他百般排斥，谗言中伤，及至去世后，又因严嵩之故，朝廷不予恤典，给事中沈束上疏为周尚文鸣不平，严嵩故意激怒世宗，使沈束禁锢在监狱达十八年之久。同时，对敌情了如指掌，因而能屡战屡胜，威名很高，在二十多年的时间里，西北宿将王效、马永、梁震相继逝世，唯有周尚文仍在世，威名亦最盛，有“飞将军”之称。