3月6日、18日做肠胃检查又发现大肠内接近肝部有一个杨桃大的肿瘤。鉴于周恩来病情复杂，而且有不断发展的趋势，周恩来医疗组已由最初的几个人扩大到几十人。针对周恩来罕见的病情，医疗组成员全力以赴，潜心研究、揣摩中外各种治疗方案，运用各种先进的技术手段，希望能在周恩来身上创造出奇迹来。
对新发现的周恩来体内的肿瘤，医疗组向负责这项工作的中央政治局四人小组作了汇报，并提供有关技术鉴定资料。四人小组经过研究，同意报毛泽东批准后在近期内再次手术。3月20日凌晨，在病房的周恩来支撑病体，写出一份长达700字的报告，向住在南方的毛泽东详细说明了几年来的病情发展、变化的过程。
3月26日，经毛泽东批准施行住院以来的第三次大手术。在实行结肠肿瘤治疗手术前，周恩来与秘书一起清理住院以来未批的积案。秘书离去前祝愿总理手术顺利。周恩来坦然回答：不一定，有两种可能。手术中，发现右侧结肠癌与多发性息肉。切开肠腔后，见到3个（3厘米，1.5厘米，0.5厘米）向肠腔内凸起的癌瘤，大的呈菜花状。
