1974年6月1日最后一次离开西花厅
1972年5月，周恩来在检查身体时发现尿中有癌细胞，随后被确诊为膀胱癌。1973年3月10日，他在北京玉泉山做了第一次膀胱镜检查和电灼术治疗，然而，他的病情并没有好转，而是继续恶化，不得不住院治疗。
1974年6月1日中午，周恩来到办公室整理了一会儿文件，向秘书交代了一些工作，然后穿上中山装，披上藏青色大衣，来到院子里。周恩来站在等候的汽车旁伫立良久，对这个工作和生活过25年的院落看了又看，凝视不语。
周恩来在邓颖超以及保健医生、护士等的陪同下，住进了解放军三零五医院。
周恩来自1974年6月1日住院到1976年1月8日逝世，共做大小手术13次，平均40天左右要动一次手术。只要身体尚能支持，他仍继续坚持工作。
1974年12月26日同毛泽东最后一次握手
1974年12月23日，根据中央政治局的意见，周恩来、王洪文前往长沙向毛泽东汇报四届人大筹备情况。
在毛泽东住地，周恩来和王洪文同毛泽东会面。从23日到27日，他们先后向毛泽东作了4次汇报，毛泽东在听取汇报的过程中，谈了如下几个方面的意见：
批评以江青为首的“四人帮”。毛泽东对王洪文说：“不要搞‘四人帮’。”“不要搞宗派，搞宗派要摔跤的。”但又说对江青要“一分为二”，责成江青等人作自我批评。
高度评价了邓小平。毛泽东强调：“邓小平政治思想强，人才难得。”重申由邓小平出任国务院第一副总理、中央军委副主席兼总参谋长的建议。提出周、王留长沙期间，由邓小平在北京主持工作。
指出“总理还是我们的总理”。在了解了周恩来的病情后，对周恩来说：“你身体不好，四届人大后，你安心养病，国务院的工作让小平同志去顶。”
关于召开四届人大及其人事安排问题。毛泽东提议邓小平为中央副主席兼政治局常委。毛泽东还就四届人大常委会委员长、副委员长和国务院副总理、各部部长的具体人选问题提出一些意见。
12月26日午夜时分，毛泽东处打来电话，请周恩来过去谈工作。这一天，是毛泽东81岁生日，毛泽东和周恩来这两位相处近50年的老战友，促膝长谈，直到次日凌晨，长达4个小时。这是毛泽东、周恩来生前最后一次谈话。
毛泽东、周恩来共同作出的“长沙决策”，打碎了以江青为首的“四人帮”长期以来企图“组阁”的美梦，对中国未来形势的稳定发展以及党和国家的前途命运起了十分关键的作用，其意义是深远的。
1975年9月7日最后一次会见外宾
从1975年6月以来，周恩来由于癌症的折磨，身体极度消瘦，体重只剩下了30．5公斤。
9月7日，周恩来不顾病情的严重恶化和医护人员的一再劝阻，坚持会见了伊利耶?维尔德茨率领的罗马尼亚党政代表团。这是周恩来生前的最后一次外事活动。当谈到自己的病情时，他坦然而又肯定地告诉客人：马克思的“请帖”，我已经收到了。这没有什么，这是不以人的意志为转移的自然法则。他还说：我现在病中，已经不能再工作了。邓小平同志将接替我主持国务院工作。邓小平同志很有才能。你们可以完全相信，邓小平同志将会继续执行中国党和政府的内外方针。这次会见，只有短短的15分钟。
1975年9月20日最后一次签名
9月20日，周恩来准备做住院后的第四次大手术。邓小平、张春桥、李先念、汪东兴和邓颖超等来到医院手术室外守候。
周恩来清楚，施行这次手术的后果很难预测。在进入手术室前，他要工作人员找来自己1972年6月在中央批林整风汇报会上作的《关于国民党造谣污蔑地登载所谓〈伍豪启事〉问题》的报告录音记录稿，用很长时间仔细地看了一遍，用颤抖的手签上名字，并注明签字的环境和时间：“于进入手术室(前)，一九七五、九、二十”。
进入手术室时，周恩来大声说：“我是忠于党、忠于人民的！我不是投降派！”以表明自己在重大原则问题上遭受“四人帮”诬蔑时的严正态度。在场的邓颖超要汪东兴将此情况报告毛泽东。
长达5个小时的手术，对极度虚弱的周恩来又是一次严峻的考验，但他坚持了下来。手术过程中，医务人员发现周恩来体内的癌细胞已扩散到全身，无法医治了。邓小平当即指示医疗组尽一切努力，“减少痛苦，延长生命”。10月24日，周恩来又做了第五次手术。这次手术后，周恩来再也没能从病床上下来。
1976年1月7日留下了最后一句话
1976年1月7日，周恩来病情继续恶化，气息已变得十分微弱，长时间处于昏迷状态。医疗组成员、护理人员等昼夜守护在病房，随时准备抢救。深夜11时，弥留中的周恩来从昏迷中苏醒。他微睁双眼，认出守在他身边的吴阶平大夫，用微弱的声音说道：“我这里没有什么事了。你们还是去照顾别的生病的同志，那里更需要你们……”这是周恩来留下的最后一句话.
