6月21日會見美國《紐約時報》、《每日新聞》和《華爾街日報》負責人和記者等，談台灣問題和中美關係。
7月6日接見全國教育工作會議領導小組成員，談對建國以來教育工作的估計及對知識分子問題的看法。
7月中旬同美國總統尼克鬆所派特使基辛格會談，商定尼克鬆訪華一事。10月下旬，基辛格再度來華，為尼克鬆訪華作具體安排。
7月29日接見出席教育、出版等七個專業會議的代表，就發展、普及教育及其他有關問題發表講話。
8月7日會見緬甸聯邦主席、政府總理奈溫，談中國的對外政策。
9月9日在中央專委會上聽取秦山核電站工程彙報，強調尖端工程須列入國家計劃，以帶動其他工業的發展。
9月中旬林彪集團策動反革命政變，陰謀殺害毛澤東，分裂中央。在毛澤東、周恩來領導下，迅速、平穩地粉碎了林彪等人的政變計劃和分裂企圖。林彪一夥倉皇出逃，摔死在蒙古溫都爾汗。“九·一三”之後，周恩來主持中央日常工作，並領導中央清查林彪死黨的專案工作。
9月24日代表中共中央宣布對林彪反革命集團主要成員黃永勝、吳法憲、李作鵬、邱會作實行離職反省，徹底交代。
10月25日聯合國大會第二十六屆會議以壓倒多數通過恢複中華人民共和國在聯合國的一切合法權利、驅逐台灣當局的提案。11月9日，中國代表團啟程赴聯大，周恩來等送行。
11月10日會見日本東京都知事和日本恢複日中邦交國民議會訪華團，談台灣問題。
11月20日同英國作家馬克斯韋爾談話，論述第二次世界大戰後的國際形勢。
11月派專人在貴州找到賀龍夫人薛明，要她將賀龍病逝前的情況報告中央。
12月5日就企業管理問題發表講話，提出要整頓企業的意見。
12月就飛機生產質量問題連續作出批示，強調“必須嚴格執行試飛和全檢製度”。26日，出席航空工業產品質量座談會，講話中要求深入批判無政府主義，批判極左思潮。
1972年
1月10日組織安排陳毅追悼大會，並親致悼詞。會下，暗示陳毅親屬將毛澤東關於鄧小平是人民內部矛盾的講話傳出，廣造輿論。
1月21日就汽車生產質量問題作出批示，提出“這是路線問題”，應“放在議事日程來解決”。
1月25日致信毛澤東，對一度病危、經搶救之後初步恢複的毛澤東的健康及治療情況表示關懷。
2月5日毛澤東、周恩來批準國家計委《關於進口成套化纖、化肥技術設備的報告》。
2月下旬美國總統尼克鬆應邀來華訪問。周恩來和尼克鬆就中美關係正常化等問題舉行多次會談，就中美《聯合公報》達成協議。中美兩國開始走向關係正常化。
4月9日在廣州觀看部隊文藝演出時，提出應繼續肅清極左思潮在文藝工作中的影響，提高藝術質量。
4月24日經周恩來審閱修改的《人民日報》社論《懲前毖後，治病救人》發表。社論提出：經過長期革命鬥爭鍛煉的老幹部，是黨的寶貴財富。
5月至6月主持召開中央批林整風彙報會議。先後在會上作民主革命時期黨內路線鬥爭情況報告、《關於國民黨造謠汙蔑地登載所謂“伍豪啟事”的真相》報告。會議集中、係統地批判了林彪一夥。
7月14日會見美籍中國學者參觀團和訪問團時，向陪同的周培源交代說，要辦好理科，提高基礎理論水平，有什麼障礙要掃除，有什麼釘子要拔掉。之後，多次指示有關部門負責人：要加強自然科學基礎理論研究，“這件事不能再拖延了”。與此同時，周恩來還提出中學畢業生可以直接上大學的意見。
7月30日致信葉劍英、李先念等，要求采取措施，整頓加強氣象業務工作。
8月初針對外事部門及其他一些單位批極左思潮不力的狀況，連續兩天發表長篇講話，強調“要批透極左思潮”。指出：“各單位的極左思潮都是林彪放縱起來的；要批透極左，把政治落實在政策和業務上；要解放一批老幹部。”
8月中旬根據毛澤東對鄧小平來信的批示，主持中央政治局會議，討論鄧小平問題。