Летом 1917 года Чжоу Эньлай с отличием окончил Нанькайскую среднюю школу и в сентябре того же года благодаря спонсорской помощи родителей одного из его школьных друзей отправился в Японию с целью получения высшего образования. Вначале он собирался поступить в университет Васэда, а затем в другой — Ниппон. Но с учебой у него явно не клеилось. Его тянуло к японской социалистической литературе, а также к европейским революционным изданиям. Он знакомится с японским переводом «Капитала» К. Маркса, с публикациями о революционных событиях в России, горячо приветствует победу Октябрьской революции, гневно осуждает интервенционистскую политику Токио. Активно включается в общественно-политическую деятельность китайских студентов в Японии. Участвует в акциях протеста против намерений японского правительства добиться от Пекина посылки китайских войск в Сибирь и на Дальний Восток для участия в интервенции против Советской России.
В апреле 1919 года Чжоу Эньлай покидает Страну восходящего солнца и возвращается в Тяньцзинь, где сразу же включается в патриотическое движение протеста против предусмотренной в Версальском мирном договоре 1919 года передачи Японии прежних германских колониальных владений в Китае.
Поступив в Нанькайский университет, Чжоу с головой уходит в организаторскую работу среди студенчества Тяньцзиня, редактирует «Объединенный студенческий журнал», орган тяньцзиньского студенческого союза. Тогда же знакомится со своей будущей супругой Дэн Инчао, активисткой молодежного движения.
В августе 1919 года Чжоу Эньлай публикует статью, в которой резко осуждает репрессивные меры, предпринятые властями в отношении студентов, выступивших за отмену антикитайских статей Версальского договора. Более того, по его инициативе в Тяньцзине проходит массовый митинг, на котором формируется студенческая делегация в Пекин для вручения протеста центральному правительству. Когда же столичные власти арестовали делегатов, Чжоу Эньлай инициировал массовый поход тяньцзиньских студентов на Пекин с требованием освобождения задержанных. Пекинские власти капитулировали. Это была первая победа Чжоу Эньлая на его длительном революционном пyти.
6 сентября 1919 года в Тяньцзине создается патриотическое студенческое общество «Пробуждение сознания», которое провозглашает своей целью «обновление национальной психологии», пробуждение у широких масс китайцев «самосознания» и «самоопределения». Устами Чжоу Эньлая общество призывает к свержению антинациональной власти милитаристов, компрадорской буржуазии и бюрократии.
В это же время Чжоу Эньлай наводит мосты с пекинскими марксистами, прежде всего с Ли Дачжао и Чэнь Дусю, штудирует «Манифест Коммунистической партии» и другую марксистскую литературу. После официального запрета «Объединенного студенческого журнала» налаживает его подпольный выпуск.
В январе 1920 года его арестовывают и предают суду. В судебном заседании звучит его яркая обличительная речь, в которой он клеймит власти за подавление патриотического движения по бойкоту японских товаров, за разгон студенческих демонстраций и митингов. Его имя становится популярным не только в провинции Шаньдун, но и далеко за ее пределами.
Отбыв шестимесячное тюремное заключение, Чжоу Эньлай отправляется во Францию с группой своих сверстников в рамках развернувшейся по всему Китаю кампании «на работу и учебу за границу».
Мощный импульс этой кампании дало революционное студенческое движение 4 мая. Лозунг «на работу и учебу за границу» увлекал возможностью приобретения студентами профессиональных навыков и познания революционной практики в европейских странах. И то и другое рассматривалось как реальный вклад в национальное освобождение Китая от пут феодализма и империалистической колонизации.
В течение 1919–1920 годов во Францию практически из всех провинций Китая выехало более 1600 молодых китайцев. И все они покидали родные края с одной мыслью, которую Чжоу Эньлай выразил в своем стихотворении: