周深曾经参加过两季蒙面，第一次是在2016年，他化身“我可不是什么幺蛾子”参加了第一季《蒙面唱将猜猜猜》的第五期、第六期和第十一期，先后与杨丞琳和侧田合唱了《她说》和《我是真的爱你》，之后个人独唱了《身骑白马》被揭面。之后又和李琦以真面目登台合唱了《你要的爱》。
第二次是2018年，他又化身“宫廷背包客”，参加了第三季《蒙面唱将猜猜猜》的第六期和第七期，先后与白桦和于文文合唱了《莫斯科郊外的晚上》和《暗香》，之后独唱了《雪落下的声音》被揭面。
周深在蒙面这个节目中，一共为观众奉献了七首歌，每一首都能成功征服现场和屏幕前的观众以及现场的嘉宾。巫启贤曾有有和周深的声音谈恋爱的感觉的名句。大张伟也曾有周深你怎么还不红啊的惋惜之言。幸好！他现在红了，也没有辜负这一把好嗓音，更带给音乐爱好者许许多多美好的歌声！
