1975年1月13日，历经磨难的中华人民共和国第四届全国人民代表大会第一次会议在北京开幕。会上，周恩来代表国务院作《政府工作报告》，他重申了1964年三届人大《政府工作报告》提出的“两步设想”：“第一步，用15年时间，即在1980年以前，建成一个独立的比较完整的工业体系和国民经济体系；第二步，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的前列。”
实现“四个现代化”，是整个《政府工作报告》中最引人注目的地方，也是《报告》的精髓所在。少年时代起就立志中华“崛起”和“腾飞”周恩来，在他担任共和国总理的20多年里，更时时不忘实现祖国的繁荣富强。早在1954年的一届人大上，他就提出要建设“现代化的工业、现代化的农业、现代化的交通运输业和现代化的国防”的意见。1959年二届人大之后，他又号召加快建设一个“具有现代工业、现代农业、现代科学文化和现代国防的社会主义强国”。直到1964年三届人大上，周恩来完整提出了“四个现代化”的目标和“两步走”的战略设想。
1966年4月，国内形势已是“山雨欲来风满楼”。这时周恩来对实现“四个现代化”仍充满希望，他说：“不论遇到什么风浪，勤劳勇敢的中国人民经过二、三十年的努力，一定能够把中国建设成为一个具有现代农业、现代工业、现代国防和现代科学技术的社会主义强国。”面对突如其来的“文化大革命”的风暴，周恩来不得不花费巨大精力来应付各种复杂的局面。在极端困难的条件下，他竭力维持农业、工业、国防和科学技术方面的工作，使之不致遭受更大的损失，或在维系中有所进展。在这期间，心系国家和人民的周恩来所思所虑依然是中国的现代化进程。
农业方面。“文化大革命”时期，虽然农作物收成主要是粮食生产保持了稳定增长，但就全国来说，农业生产水平还很低，还不能摆脱自然经济的落后状态；加上长期以来“左”的指导思想的影响，现行政策不能适应农村实际，因而束缚了广大农民的生产积极性。在对农村经济工作常抓不懈的同时，周恩来始终认为，作为一个农业大国，农村的状况决定了基本的国情。他多次提出：中国的国民经济实力按人口比例计算，比日本、西德还差；我们还没有赶上世界先进水平，因此不能算强大。不这样认识，就会自满、骄傲、不实际。为此，他十分注重了解、掌握发达国家的农业情况，要求有关部门不要忽视向“送上门来的老师”（即来自发达国家的农业团体）学习的机会。周恩来的目的很明确：借鉴、吸收国外的经验，尽快改变国内农村落后面貌，逐步接近和赶上发达国家的水平。
工业方面。和农业比较，“文化大革命”对工业生产的冲击和破坏要严重得多。由于“停产闹革命”，1967、1968两年主要工业产品产量均呈下跌趋势。尤其是铁路运输，成为影响全国工业生产的“老大难”部门。在周恩来勉力维持下，整个工业情况直至1969年九大之后才有所好转。但从1970年起，全国又出现工伤事故大幅度增加、产品质量普遍下降等问题。究其原因，除企业领导和职工受无政府主义影响、制度不健全、管理混乱外，设备陈旧、生产能力和技术水平低下，也是客观存在的重要因素。1972年春天，周恩来亲自抓日用工业品和出口产品的质量问题。针对国内企业屡次出现不合格产品的情况，他指出：我们经济上仍很落后，底子就是“一穷二白”，所以，不好、不行的地方要敢于承认。又说，事实证明，我们只能基本自给，哪能说完全自给呢？需要进口的还得进口嘛！正是从这时起，周恩来把目标对准西方发达国家，批准引进了大批成套新型生产设备，并确定了“一学、二用、三改、四创”的引进国外先进技术的方针。
国防方面。“文化大革命”中的国防建设也一直为周恩来所关注。1969年1月，当得知华东、中南许多地方受冰凌影响，有线通信阻断，需采用地下电缆才可望解决这一难题时，他激动地连声问道：“我们国家有多少公里电缆？为什么这么少？为什么这么落后？（列举有关部门通信状况后）落后！落后！最重要的是改变这种落后现状，使有线、无线，包括电缆、微波都赶上去。”同年2月，周恩来连续召开国防科研和军工生产部门负责人会议，对海军新型舰艇的研制，空军歼击机、轰炸机的生产，以及高射炮、雷达、地空导弹等防御性武器的改进、布局和规划等，一一作出指示。九大期间，周恩来还严肃批评一些军工企业不敢抓产品质量、取消检验制度的做法。1971年12月，他同叶剑英、李先念等一起听取关于航空工业产品质量问题的汇报，要求航空系统各单位的主要领导亲自抓产品质量，恢复合理的规章制度，批判极左思潮。他说：不能认为凡是资本主义国家的东西都不好，它们也是劳动人民创造的。不要以为我们什么都能搞，要批判地学习外国的东西。
科技方面。能让动乱年代里的周恩来常感欣慰的，是他一直紧抓不放的尖端事业所取得的成就。1966年底，在周恩来直接领导部署下，科技人员排除干扰，团结奋战，取得第一次氢弹原理性实验的成功。正在西花厅听汇报的周恩来十分兴奋，他摆下家宴，同参与研制部门的负责人共庆胜利。此时，中南海墙外造反派发出的“打倒”之声隐约可闻。周恩来边吟诵毛泽东诗句“不管风吹浪打，胜似闲庭信步”，边举起酒杯说：“今夜得宽余。喝酒吧！”快慰之情，溢于言表。在原理性实验成功的基础上，科研人员再接再厉，于第二年6月取得中国第一颗氢弹试爆成功的重大胜利，提前实现了毛泽东、周恩来预计的目标。1969年9月，周恩来亲自指导进行的中国首次地下核试验又获成功。1970年春，有关部门执行周恩来提出的工作方针和指示，将中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功送入太空。周恩来以此作为“礼物”，向正在召开的印度支那人民最高级会议首先宣布，以示祝贺。在“文化大革命”的环境下，中国尖端技术领域的一系列成就，使国际社会对中国拥有的能力和潜力不能不刮目相看。
进入七十年代后，熟悉国情的周恩来常以一种难以言状的心情，注视着世界经济的迅猛发展，尤其是西方发达国家科学技术日新月异的变化。针对美国总统尼克松称中国为“世界五大力量”之一的说法，周恩来多次表示，中国确实是一个潜在的力量，但不是一个现实的力量。中国的工业水平比美国落后得多，还要奋斗好几十年。在这个问题上要有点自知之明。他还向法国总统蓬皮杜说过，人家说我们是大国，我说不完全是。面积大、人口多，这算是大国。但从经济发展来说，差得很远。如果按人均国民生产总值来说，法国是中国的十多倍。中国需要几十年的努力，至少要到二十一世纪，才能达到法国现在的水平。关于科学技术方面的差距，周恩来也作过具体比较。一次，他对美籍物理学家李政道谈到，在计算机生产上，中国要比日本差三十年。现在我们不了解这方面的情况，白纸一张。这跟整个工业水平、技术水平有关。眼看中国与国际先进水平的差距不断拉大，周恩来真是焦虑不已。1971年8月，主持《政府工作报告》起草工作的周恩来曾列出一份《报告》提纲，其中明确写有“农业、工业、国防和科技的现代化”的内容。同时，提纲还就“四五”计划的设想提出近期发展目标：“一个稳固的农业基础”，“一个比较强大的工业”，“一个比较发达的交通网”，“一个城乡交流、内外交流的商业网”和“一个比较先进的科学技术和科学理论”。由此而见，正视国情，实事求是，逐步实现“四个现代化”的远景目标，正是晚年周恩来由衷的心愿。
1974年冬，鉴于周恩来的身体情况，邓小平受毛泽东委托代周恩来主持起草四届人大《政府工作报告》稿。在邓小平领导下，起草小组克服阻力，最终将周恩来长期以来关于“四个现代化”的思想作为重点写入《报告》稿中。同年12月20日，周恩来审阅同意这一《报告》稿。这是老一辈革命家在四届人大筹备期间取得的又一个重大胜利。
第四届全国人民代表大会第一次会议批准周恩来所作《政府工作报告》，产生以周恩来、邓小平为领导核心的国务院人选，具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。首先，它以事实证明，在“文化大革命”中，中国共产党及其领导的国家和军队并没有被摧毁、还能够保持统一和开展必要的工作，社会主义制度的根基仍然保存着。这是当时以及后来党和人民克服困难、战胜内外敌人的基本条件。其次，周恩来重申“四个现代化”的目标和“两步走”的战略，在特定历史条件下强调和指明了一个时期工作的方向，它给予全党全国人民以极大信心和希望。从广义上说，它也是今天中国共产党领导实现跨世纪“三步走”宏伟蓝图的最初构想。第三，以周恩来、邓小平为核心的国务院，集中了相当一批革命家和老干部，他们多数人在“文化大革命”中受到迫害。他们恢复工作，掌握实权，不仅有利于当时的国家经济建设，也为后来党和人民继续斗争并最终粉碎江青反革命集团、领导和推进中国的改革开放提供了至关重要的组织保证。
诚然，在当时环境下，四届人大仍不可避免地带有许多历史的局限性，这自然是周恩来等老一辈革命家所不能预料和超脱的。但是，毕竟这次会议冲决了重重障碍，战胜了主要敌人，取得世人瞩目的成果。在这一进程中，周恩来同毛泽东、邓小平等领导人一起，发挥了最大限度的历史作用，作出了不可磨灭的卓越贡献。正如一家外国评论所言：“这次人民代表大会是周恩来毕生奋斗的顶点”。
周恩来，以他全部的信念、智慧和忠诚，完成了一生中的最后一件大事。