渴求现代化的中国爱国青年抓住每个去欧洲的机会，特别是到法国去。他们认为法国是所有欧洲国家中最自由和最繁荣的国家，而法郎又正值疲软时期。1919年至1920年，1600多名中国学生来到法国，其中很多人后来成为中国共产党的领导人，如邓小平、李富春、李立三和陈毅等。
　　
周恩来同其他人一样，热心留法勤工俭学。而且，要是他没有被关进监狱的话，他也许会成为较早的那批赴法留学中的一员。法国离苏俄很近，又是欧洲革命的中心，身居法国，周恩来不仅可以了解和研究欧洲革命，而且还可以了解和研究苏俄革命。
　　
这样，1920年11月7日，一位羞涩、说话有点结结巴巴的青年学生周恩来乘坐法国邮船“波尔多斯号”，从上海出发，前往法国马赛。当时他22岁。当他依依不舍地望着渐渐消失在远方的祖国时，最后掠过眼帘的是飘扬在西方国家商业机构楼顶上及游弋于黄浦江中外国军舰上的大英帝国、美国、法国及其他国家的国旗—这是外国奴役中国的一个活生生的表现。一位同船乘客回忆道，一路上学生们热烈地谈论着个人的志向—有位同学说他“极想到英国学建筑”，还有的想学采矿，而周恩来则说他想改变中国社会。
　　
经过5个星期的海上航行之后，周恩来从马赛转乘火车，赶往巴黎。到那儿后，他在蒂耶里宫地区的一所学校学习法语。他后来对同事们说有一位私人教师给他上了一年的法语课。然而，同在日本一样，周恩来从未像别人那样到一所大学去注过册。到巴黎后的最初几个月里，他读了一本比尔用英文写的《卡尔·马克思的生平与学说》。他在书上写满了旁注。一个中国人在法国阅读被翻译成英文的德国人写的著作—这的确让人感到战后的世界是令人振奋的！
　　
虽然他在巴黎南郊的比杨古找到了住处，但由于他只懂很少或者说根本不懂法语，因此而感到焦虑不安，也许还有一种与世隔绝之感。几天后，他还去过英国，考察那里的情况。
　　
关于周在伦敦所从事的活动，目前还缺少史料记载，也许他和李福景在一起待了一段时间。李是周恩来相当崇拜的南开校友，还是学校舞台上的同台演员。他们是一起乘“波尔多斯号”邮船来到法国的。李渴望到英国学习建筑。周恩来在英国曾给朋友们寄过一张明信片，上面写的时间是1921年1月30日，地址为布卢姆斯伯里大学区拉塞尔广场贝纳德大街36号。除此之外，他在伦敦的行踪无人知晓。返回巴黎后，周恩来过着极为简朴的生活。他从中国随身带来一个木质的蘑菇状的东西，用来自己补袜子。他还带着一个汽炉子，用来烧点开水，泡点面包，就着卷心菜或其他蔬菜当饭吃。几十年后，当中国共产党人在巴黎建立了大使馆时，周曾不嫌麻烦地为他在奥罗里咖啡馆赊账喝过的100杯咖啡还了账，还送给拉丁区一家咖啡馆300盒中国香烟，还上了另一笔赊账。
　　
天主教报纸《益世报》对社会福利问题特别感兴趣，周便为该报撰写一些有关欧洲政治、经济方面的短文，也报道一些有关工人运动和民族解放斗争的情况，但更多的则是报道关于半工半读的留学生的事情。1921年2月至1922年3月，在这一年多时间里，他撰写了一系列的署名文章，每周发表一次(有时他将自己的名字简写成“恩来”，有时干脆调皮地署上自己孩提时的笔名“翔宇”，其含义是“在宇宙中翱翔”。另外，1922年年初，在从伦敦发回的最后一篇稿件上，他曾署名“周翔”)。这些文章报道涉及协约国的对德态度、德国的战争赔款问题、欧洲对苏俄外交问题、中东问题、希腊问题、英法分歧问题、西里西亚问题、华盛顿会议和日本的地位、苏俄的旱灾，等等。另外，还经常谈论劳工的处境、各种大罢工的进展情况及中国留法学生的艰难遭遇等。他写的文章生动活泼，文笔流畅，笔锋辛辣尖锐。例如，他把劳合·乔治在英帝国议会上的一些讲话，描绘为一个狡诈而顽固的家伙所作的冗长而乏味的讲话。
　　
尽管周恩来正在坚定地向着马克思主义转变，但他还是表现出许多资产阶级的思想观念。一次，他穿上他(或是一位朋友的)最好的衣服，外出划船游玩，还拍了一张照片。这张照片未经他要求就被加洗成彩色照片，但他相当喜欢加彩的效果，并把这张照片印到明信片上，马上寄给了世界各地的朋友。其中一张寄给了在京都的老朋友吴，上面写道：“巴黎是美丽的，巴黎的妇女也是美丽的！”在背面还写着：“这儿有如此众多的朋友，有如此怡人的风景，难道你不向往吗？”但他很快意识到作为一名革命者，广泛散发自己的照片是很不明智的。
　　
几乎所有描写周恩来早年生活的中外作家都提到了他曾在位于巴黎郊外的雷诺汽车厂短暂工作过的情况。可靠的细节证实了这些传说。有一个传说说他曾和另一位中国共产党领袖李立三在雷诺汽车厂干过一天工作13个小时的活。他们和普通工人一样，搬运沉重的铁块来制造供铸造用的铁模具。根据这种描写，李立三比出身资产阶级家庭的周恩来要强得多。周恩来仅干了3周就离开了。他还说过：“这简直不是人过的日子。”邓小平被证实曾是他的一位工友。然而，许多年后，当一位驻巴黎记者告诉周恩来，雷诺汽车厂行政管理当局声称掌握了有关他当年的记录，并说他是一个危险的煽动者时，周却反驳说他从来没有在那儿干过活，他还说或许那是一个和他同名的人吧。另外一位法国同志回忆道，当周恩来得知法国报纸说他在雷诺汽车厂挑动骚乱的消息时，他放声大笑起来。
　　
周还和在法国的一些湖南籍学生一起生活过一段时间。他们中许多人都是由毛泽东组织来法的，特别是由蔡和森和蔡畅兄妹俩负责经办的。不久，他们便一同出外观光，如攀登圣母岛顶峰等。周还把这次郊游写信告诉了邓颖超。攀登了数百个石头台阶后，他们终于气喘吁吁地来到了顶峰。“我们一帮人就像中国神话故事中的精灵似的蹲在那儿，凝视着在雾霭之中渐渐沉睡的巴黎。风景太迷人了！塞纳河水碧波荡漾，缓缓而流。晚霞辉映着远处的枫丹白露大森林，光彩夺目。我们都情不自禁地用法语高喊着‘太好了，太美了’。”
　　
然而，蔡严肃地提醒说：“恩来，景色固然很美。”意思是他们不应该陶醉于此。一个革命者的目光应该看到生活在社会底层的人民的痛苦。“看，即使法国也充满了残酷的压迫，资产阶级的剥削，以及人民反抗剥削与压迫的正义斗争。尽管这儿的一切并不像中国的状况那么可怕(这是中国人公开对法国的进步所进行的罕见的承认)，但阶级矛盾和阶级剥削也相当普遍。如果我们想在祖国发动一场革命，我认为首先应在法国建立一个革命组织，并和法国工人阶级联合起来，共同战斗。”
　　
这番话给周恩来留下了深刻的印象。周补充说：“为了邓，我到法国后，从没有交过异性朋友。而且，今后我也不打算那样做。相反，我认为对我来说收获最大的是同蔡和森的友谊。”怪不得有位同学开玩笑说周恩来是个厌恶女人的人。