1966年
春领导并部署北方八省、市、自治区农业工作。2月1日，在国务院召集的北方八省、市、区抗旱会议上作题为《抗旱防涝，争取丰收》的总结报告。3月5日，在北方八省、市、区农业小组汇报会上再作《改造北方农业的落后面貌》的讲话。3月7日，中共中央、国务院发出《关于成立北方八省（市、自治区）农业小组的通知》，周恩来任河北北京组组长。三四月间，继续指导和部署华北地区农业抗灾工作，并前往石家庄、邢台、邯郸等地巡视打井抗旱及春播生产情况。
2月13日同部分驻外使节谈话，要求抓紧对国外的科学技术考察。
2月23日接见出席全国林业会议的有关方面的负责人，发表《植树造林是百年大计》的讲话。
3月8日河北省邢台地区发生强烈地震，之后，又连续发生余震。多次主持会议商讨部署抗震救灾工作，并亲往震中地区视察，发表《发展生产，重建家园》的讲话。5月28日，向地震科学工作者作《加强地震科学研究》的演说。
4月10日同巴基斯坦《黎明报》记者谈话，提出《关于中国对美国政策的四句话》。
同日中共中央批发江青2月间在上海召开的部队文艺工作座谈会《纪要》。座谈会期间，江青曾露骨攻击周恩来的文艺思想。
5月出席中共中央政治局扩大会议。5月16日，会议通过中共中央《通知》。
5月25日聂元梓等在北大贴出攻击北大党委和北京市委领导人的大字报。周恩来派人到北大，批评聂搞乱了中央部署，违反了党的原则。
6月16日率中国党政代表团出访罗马尼亚、阿尔巴尼亚、巴基斯坦等国。7月1日回到北京。
6月中共中央决定向北京市的大学和中学派出工作组，领导“文化大革命”。7月24日，周恩来致信刘少奇、邓小平，认为派工作组的方式有其“普遍性和必要性”。
7月底根据毛泽东意见，中共北京市委召开大会宣布撤销工作组，刘少奇、周恩来、邓小平在会上讲话，称“老革命遇到了新问题”。
8月1日至12日出席中共八届十一中全会，全会通过了《关于无产阶级文化大革命的决定》。会后，除林彪外，刘少奇、周恩来等4位中央副主席职务不再提及，只称“中央政治局常委”。
8月18日陪同毛泽东接见北京红卫兵，并发表讲话。
8月30日写下应予保护不受冲击的党和国家领导人、各民主党派负责人的名单。之后，向红卫兵发表讲话，要求尊重宋庆龄，制止冲击宋宅的行动。
9月初起草《关于红卫兵的若干意见》，要求红卫兵学习政策，遵守纪律。
9月利用多种场合发表讲话，并制定有关文件，主持起草社论，强调、宣讲要“抓革命、促生产”。
10月不同意“资产阶级反动路线”的提法，并向毛泽东面陈自己的意见。
同月出席中央工作会议。会议期间，制止红卫兵张贴刘少奇大字报的做法。
11月10日王洪文等在上海制造“安亭事件”，阻断铁路交通。批评王洪文等行为，要求恢复铁路正常秩序。11月28日，又以国务院名义电告成都来京请愿工人“不要妨碍生产和交通运输”。
11月12日出席首都纪念孙中山诞辰一百周年集会。
11月中、下旬指导召开全国重点城市工业交通座谈会，研究工矿企业开展运动的问题。会上，向与会者提出：“我不下地狱，谁下地狱？”“我不入虎穴，谁入虎穴？”
11月24日电告中共中央西北局，要求转告红卫兵不要公布和追查刘澜涛等61人出狱的问题。
12月27日彭德怀被北京造反派从成都揪至北京。行前，周恩来告成都军区派人同车护送。到京后，又指示北京卫戍区对彭加以保护。
1967年
1月上旬在江青、张春桥等人怂恿下，数千红卫兵和造反派包围中南海，要求揪批刘少奇、邓小平、陶铸等党和国家领导人。周恩来亲自前往说服群众撤离，并严厉批评了清华大学红卫兵1月6日骗揪刘少奇夫人王光美的行径。
1月中、下旬对中央和地方夺权问题阐明看法，不赞成打倒一切，全面夺权。
1月28日和陈毅、徐向前、聂荣臻、叶剑英等研究起草中央军委《八条命令》，经毛泽东批准下发。
2月3日周恩来身边工作人员贴出大字报，请求周恩来改变“文化大革命”以来的工作方式和生活习惯，以利身体健康。
2月中旬连续主持召开怀仁堂碰头会，谭震林、陈毅、叶剑英等在会上痛斥中央文革一伙人乱党乱军行径，对“文化大革命”中的极端做法表示强烈不满。周恩来在一些群众场合发表讲话，强调恢复党的领导，反对乱揪老干部，要求军队保持稳定。
3月14日起草中共中央、国务院、中央军委文件，要求动员一切力量，狠抓农业、工业、交通等方面的工作，把生产搞上去。
3月出席军以上干部会议。
4月14日致信毛泽东、林彪，提出确保广州春季出口商品交易会正常举行的意见。随即，亲赴广州指导广交会工作。
5月3日接见十四省、市夏季粮油征购会议代表，发表《藏富于民》的讲话。
5月19日致信毛泽东，就历史上国民党伪造的所谓“伍豪启事”问题作出说明和澄清。
5月31日致信中央文革小组，提出：“铁路轮船关系到全国交通命脉，决不能中断。”同时拟定了军管方案。
6月17日第一颗氢弹爆炸成功。
7月中、下旬和毛泽东赴武汉，解决处理武汉“七·二○”事件。
8月中旬在王力“八·七”讲话煽动下，外交部造反派不顾周恩来多次关于“外交大权在中央，谁也不能夺”的申明、警告，在外交部进行非法“夺权”，擅自查封部领导办公室、拘留副部长姬鹏飞、乔冠华等，并对外喊出“打倒刘（少奇）、邓（小平）、陈（毅）”的口号。在此前后，周恩来连续出席“批判”陈毅大会，以“陪斗”方式保护陈毅，并制止“打倒陈毅”的口号。
8月22日北京发生“火烧英国代办处”事件。周恩来紧急接见外交部造反派，严厉批评“火烧”行为，并代表党中央、国务院宣布外交部“夺权”是非法的、不算数的。
8月底毛泽东批准周恩来的报告，对王力、关锋实行隔离审查。
10月2日致电厦门市军管会，令其采取必要措施，保护海港运输。
1968年
1月13日接见全国铁路系统“抓革命、促生产”会议代表，并发表讲话。
1月中旬根据毛泽东意见，宣布对戚本禹实行隔离审查。
3月22日出席中共中央、国务院、中央军委、中央文革小组通报“杨成武、余立金、傅崇碧事件”大会。
夏起草《制止武斗措施》。7月3日、24日，中共中央、国务院、中央军委、中央文革小组先后就广西、陕西两地持续发生重大武斗事件发出《布告》，要求采取果断措施，制止派性武斗，保护国家财产和人民群众生命安全。
7月28日陪同毛泽东等接见聂元梓、蒯大富等人，要求他们立即停止武斗，支持工宣队进驻所在院校，恢复学校的正常秩序。
8月23日就苏联出兵侵占捷克斯洛伐克一事发表讲话，强烈谴责苏军的入侵行动。
10月中、下旬出席中共八届扩大的十二中全会。全会通过了由江青等人一手操纵凭伪证写成的所谓“刘少奇罪行的审查报告”，决定把刘开除出党，撤销其党内外一切职务。
12月根据周恩来的指示，有关部门成立国民经济计划起草班子，开始编制1969年国民经济计划。
1969年
1月底至2月初在两次谈话中提出：应改变气象技术落后面貌，做好气象服务工作。
3月全国计划座谈会在北京召开。座谈会期间，周恩来就企业管理体制下放问题作出指示。
4月出席中国共产党第九次全国代表大会。会前，周恩来曾提议让王恩茂、徐海东等老同志参加九大。大会通过了政治报告和新的党章，选举产生了新一届中央委员会。周恩来当选为九届中央委员。
4月5日在《关于陶铸的病情报告》上批示，要求将病重的陶铸送入医院治疗。
4月12日召集有关部门负责人汇报飞机生产质量事故问题时，严厉批评砸烂一切规章制度的做法，指出这是否定一切的极左思潮。
4月28日出席中共九届一中全会。周恩来被选为中央政治局委员、常委。
5月4日致信国务院直属口及人大、政协军代表，强调清理机关干部队伍时应注意政策，不要批斗民主党派的领导人。
8月27日中共中央、中央军委转发《关于加强全国人民防空工作的报告》，决定成立各级人民防空领导小组。经毛泽东批准，周恩来担任全国人民防空领导小组组长。
9月初率中国代表团赴河内吊唁胡志明主席，并同越南党政军领导人会谈。
9月11日在北京机场会晤苏联部长会议主席柯西金，双方就维持两国边界现状、避免武装冲突问题达成谅解。18日，致信柯西金，重申了两国领导人达成的谅解。同年10月20日。中苏边界问题谈判在北京举行。
9月30日主持盛大招待会，隆重庆祝建国20周年。一批老同志和民主党派人士出席了招待会。
10月中、下旬根据中共中央统一部署，具体安排中央国家机关下放工作，并安置一批老同志及其家属离京疏散到外地。
1970年
2月13日出席全国棉花生产会议，并作《自力更生，艰苦奋斗，种好棉花》的讲话。
2月至3月根据周恩来指示，国务院召开全国计划会议，制订1970年国民经济计划，并着手研究第四个五年计划纲要。
3月4日就华罗庚来信要求追查被盗手稿事，指示有关部门负责人保护华罗庚人身安全，并追查丢失手稿，力求破案。
4月5日应金日成首相邀请，赴平壤对朝鲜进行友好访问。
4月24日第一颗人造地球卫星发射成功。
4月下旬出席在中国境内举行的印度支那人民最高级会议。
5月21日出席首都人民支持世界人民反对美帝国主义斗争大会。
6月国务院所属各部门机构实行重大调整，原有90个部、委直属机构精简合并为27个，暂定编制为原有人员的百分之十八。
7月31日就原煤炭工业部部长张霖之死亡问题，为国务院起草一份通知，决定将张按人民内部矛盾处理，其家属按革命干部家属看待。
8月下旬至9月上旬出席在庐山召开的中共九届二中全会。会上，林彪、陈伯达等人搞突然袭击，煽风点火，搞乱会议议程。毛泽东揭露了陈伯达，挫败林彪抢班企图。全会批准了国务院关于全国计划会议和1970年国民经济计划的报告。
9月17日同文化教育部门负责人谈话，提出不要因人废文，要反对形而上学、片面性。
10月至11月初三次会见来华访问的美国友好人士埃德加·斯诺，就国际、国内问题阐述看法。
11月13日会见巴基斯坦总统叶海亚·汗，回复叶海亚转达的美国总统尼克松的口信。
11月连续同北京外国语学院、北京大学等外语院系师生座谈外语教学问题，强调要苦练基本功，培养又红又专的外语人才。
12月24日致信毛泽东、林彪，阐明兴建葛洲坝水利工程的可行性。毛泽东表示赞成兴建此坝。
12月至翌年1月根据毛泽东指示，主持召开华北会议，揭发批判陈伯达等人。1月24日，代表中共中央在华北会议上作总结讲话。
1971年
2月8日同卫生部负责人谈话，就中西医结合问题发表意见。
2月11日向中央政治局报告1971年全国计划会议情况。
3月上旬率中国党政代表团访问越南民主共和国。
4月上、中旬根据毛泽东决策，正式邀请美国乒乓球代表团访华。4月14日，周恩来在北京接见美国乒乓球代表团全体成员。中国“乒乓外交”震动世界。
4月12日接见全国出版工作座谈会领导小组成员，批评出版界的极左思潮，号召要讲历史，多出书，要广开言路，打破思想垄断。
4月中、下旬主持召开中央批陈整风汇报会。29日，代表中共中央在会上作总结讲话。
