1945年12月15日，美国总统杜鲁门发表对华政策声明，主张中国各政治力量的代表召开全国会议，商讨和平团结的有效办法。仅隔一个星期，美国五星上将马歇尔就作为美国总统特使来到重庆，“调处国共军事冲突”，参与国共和平谈判。马歇尔来华后，首先恢复已经中断的国共谈判，并于次年1月成立有国共美三方组成的三人委员会，共商解决各项军事问题的具体办法。在此后将近一年的时间内，周恩来和马歇尔共事在同一个委员会中。
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马歇尔调停的消息发布后，周恩来认真研究了美国的对华政策，表示审慎乐观的态度。接着，他又以中共中央发言人的身份发表谈话，对杜鲁门对华政策声明中的态度，尤其是关于国共停止敌对行动，结束国民党一党专政，改组政府的建议表示欢迎。
马歇尔到重庆的第二天，周恩来和董必武、叶剑英便前往拜访。他对马歇尔说：中国人民抗战八年，如从“九一八”算起，已经十四年了，牺牲重大。中国不能再有内战。我们主张由政治协商会议草拟宪法，然后由改组了的政府筹备国民大会，通过宪法，使中国走入宪政的国家。
1946年元旦，根据马歇尔的提议，由国共美三方各出一人组成委员会（后简称三人会议），国民党为张群（不久改为张治中），共产党为周恩来，美国为马歇尔。这个委员会的职责是处理有关停战、恢复交通和受降事宜，采取一致协议方式，每方都有否决权。一切决议须送国、共最高当局核准后生效。周恩来在签字仪式上说，“我们欢迎外来的友谊协助”，“同时也愿望盟国恪守‘不干涉中国内政’的诺言”。马歇尔还提议，设立有三方代表参加的执行部，执行已取得协议的政策，监视停战，公正地作调查。执行部下设四个交通中心、八个小组。周恩来对此表示支持，同时呼吁，国民党应该迅速停止对热河的进攻。
1月7日，三人委员会举行首次会议，讨论《关于停止国内军事冲突、恢复交通的命令和声明》。针对恢复交通的问题，周恩来提出，碉堡和工事理当在拆除之列，并且呼吁全国全面停战。张群虽在表面上赞同，但却提出东北和华北的赤峰、多伦例外，因为政府要从苏联手中接收主权。周恩来严正指出，东北已为我人民武装接收，主权已经恢复。如果是全面停战，那么，东北当属其中。至于赤峰和多伦，周恩来更是断然拒绝，因为那里已经成立了民选政府，一切都在按人民的愿望行事。
三人会议举行了五次。由于国共双方争执不下，马歇尔提议暂时对此不予讨论。周恩来在单独和马歇尔会谈时，反对国民党以接收主权为名，从中共手中“接收”赤峰、多伦。当日，马歇尔去见蒋介石，转告周恩来的意见。没想到蒋介石也同意马歇尔的意见，暂时不予讨论，收回所谓“接收”的要求。这样，晋察冀解放区北部的安全与东北解放区交通的通畅获得了保证。
