在对知识分子的路线方针上努力探索的同时，周恩来与知识界人士的交往则更多地反映出他关心他人，心系大众的宽广胸襟。为争取地质学家李四光回国工作，周恩来花了一番心血，尽了很多努力。早在抗日战争结束后，周恩来曾两次在重庆秘密会见李四光。这对李四光一生产生了巨大的影响。他听从周恩来的劝告于1948年2月作为中央研究院地质研究所所长到伦敦出席第十八届国际地质学会大会后留居国外。1949年，新中国成立，周恩来嘱咐郭沫若借出国的机会，带信给李四光，希望他早日归国参加新中国的建设工作。1949年年底，李四光开始经意大利踏上秘密回国的旅程，经过大半年的辗转跋涉，直到1950年5月，终于在冲破重重阻力后回到了新生的祖国。在他回国之前，全国正筹划召开地质会议。有人造谣说李四光不会回来了，他去台湾了。不要等他开地质会议。但周恩来相信李四光一定会回来。当李四光回到北京以后，周恩来第二天便亲自看望李四光，表示欢迎他回国。两人长谈了三个小时。总理的信任与诚恳使李四光深深感动。
  1952年8月，地质部成立后，李四光被任命为第一任地质部部长。开始了直接在总理领导下的工作。此后，李四光忘我工作，为新中国的建设作出了巨大贡献。他不负众望，依照总理的嘱托，带领广大地质工作者在全国寻找石油。终于在1959年9月发现了大庆油田，甩掉了“中国贫油”的帽子。
  1957年全国反右运动中，知识分子受到了巨大的冲击，周恩来总是在力所能及的范围之内为保护广大知识分子而努力。反右运动开始时，北京大学校长马寅初因发表《新人口论》受到了批判。有人主张干脆把马老定为“右派”。有一次，周恩来召集意识形态部门负责人开会，当时规定：全国人大代表，全国政协委员和海外有影响的人，包括知名的知识分子，要划成右派的需把材料送给他看，经国务院批准后才能划定。但这个规定没有能够始终执行。当中央统战部负责人许涤新请示周恩来时，周恩来明确指出，“马寅初这个人有骨气，有正义感，是爱国的。他是我国有名的经济学家，国内外都有影响，不能划为右派”。由于周恩来出面制止，马老才幸免被扣上“右派分子”的帽子。1957年底，在中央决定处理右派分子时，周恩来主张“批判从严，处理从宽”的原则。为此他亲自同大专院校、文艺、教育、民主党派等方面的知识分子座谈，征询各界对中央处理右派的意见，主张对犯错误者只要有悔过的处理就要从宽。
  “文化大革命”中，党的知识分子政策遭到严重践踏，广大知识分子受到打击和压制。周恩来从党和人民的利益出发，在可能的条件下和范围内，努力减少和纠正“文革”的错误，尽自己的可能保护了一批又一批在“文革”中受到冲击的知识分子。
  在国防尖端科技领域，为了保护钱学森等科学家和工程技术人员，并让他们在“文革”中放手工作，突破国防尖端科技工程的技术难关，1969年8月9日，周恩来召开了有关部门负责人参加的会议，批准了几百人应保护的名单，并提出必要时“可以用武力保护”。随后，周恩来让军管会拟定一份应受保护的科技人员的名单。军管会开始开列了一份只有几十人需解放军重点保护的科技人员名单，后来增加到几百人，其中有些人并不是参加国防尖端工程的。他们把名单报送周恩来，但又担心不能批准。周恩来看了名单后，不仅表示同意，而且表扬了他们的做法。他要求军代表负责人想尽一切办法，使他们不受干扰，不受冲击。
  在当时受到“文革”冲击的险恶形势下，广大国防科研专家和科技人员，排除“四人帮”的干扰，仍然取得“两弹一星”研制的丰硕成果，为我国的国防科技事业做出了重大贡献。这所有成就的取得离不开周恩来对知识分子的关怀和保护。