1967年9月27日，周恩来应要求为国庆节两次试写“热烈庆祝伟大的中华人民共和国国庆十八周年”，均因手发抖而未成功。1970年9月5日，因过度劳累导致心脏出现异常。此后，周恩来办公时均有医护人员守在门外以便随时抢救。
这年10月19日与老朋友斯诺谈话时，周恩来在谈到自己的健康状况时说：“在身体方面，文化大革命把我打败了，所以要打球蛋白了。”“因为睡的少，所以使我健康减弱了，近4年心脏有毛病，年纪已近73了。”
1972年5月12日，保健医生张佐良在为周恩来做每月一次的小便常规检查时，发现了4个红细胞。5月18日，74岁的周恩来被确诊患膀胱癌。
