人人都注意到周恩来的变化。他的一个西方问题助手在一次晚餐时说：“周恩来的皮肤变得几乎有些透明，他工作太辛苦了。我们怎么能阻止他工作呢？”

英国广播公司的记者安东尼-劳伦斯注意到周恩来那曾经极其生动的眼睛: “它们活泼得像是会说话一样，现在已经变得呆滞、疲倦了”。

1973年，周恩来在党的第十次全国代表大会上进一步加强了他的地位。在这次大会的照片上，毛泽东身边分别坐着周恩来（他坐在原先由林彪占据的椅子上）和王洪文。王洪文来自上海，是“四人帮”中最年轻的一个。毛泽东这样对待周恩来好像是在显示他同意由周恩来接班。但老人家直到临死前也不让任何潜在的继承者有十分的把握。

这年秋天，当基辛格再次访问北京时，他发现周恩来的健康状况和个人处境似乎不太妙。“他旧日的洞察力的思想的火花正在消失”。1974年春，周恩来的健康状况急剧恶化，不得不住院治疗。6月和7月，他的癌症加剧，但他仍在病床上坚持工作，并继续会见外国政要。

1975年1月13日第四届全国人民代表大会召开，周恩来所作的报告可以说是他的政治遗嘱。在那次大会上，他提出了一个激动人心的计划，即当时被中国人梦牵魂绕的“四个现代化”——“在本世纪内，全面实现农业、工业、国防和科学技术的现代化，使我国国民经济走在世界前列。”这是10年以来召开的第一次全国人民代表大会。

周恩来使人们注意到“文化大革命”已经结束了。他的胜利意味着大部分军队将领已经集合在他的政府机构的后面，支持一个关于中国未来的、要求达到稳定和明显进步的蓝图，而不仅仅是意识形态喧嚣的争斗景象。

1976年1月8日上午9时57分，周恩来，这个在20世纪中国最受人热爱、最有才能、最成功以及最激动人心的领导人离开了人世，享年78岁。周恩来在北京305医院住院期间动手术14次，但他仍同中央和有关部门负责人谈话233次，会见外宾63次，开会43次。

周恩来最后的要求是，把他的骨灰撒向中国的江河湖海——这是打破中国根深蒂固的传统的一个革命性的要求。同时，周恩来还特别声明，不要为他建造纪念碑。