共同致力于第一次国共合作
　　1923年1月，孙中山发表了《中国国民党宣言》和《孙文越飞宣言》，表明了联俄的立场。1923年3月以周恩来为书记的中国共产主义青年团旅欧支部在巴黎举行会议。会上大多数人赞同与国民党合作。6月16日周恩来在里昂同王京歧达成协议：旅欧中国共产主义青年团员八十余人全部以个人身份加入国民党。这样，国共两党在国内的合作尚未正式建立前，周恩来和王京歧已在法国实现了合作，他们成为第一次国共合作的先声。
　　1923年，孙中山和国民党总部批准：“委任王京歧为里昂中国国民党分部筹备处筹备员，方棣棠为此国中国国民党通讯处筹备处筹备员，周恩来、尹宽为巴黎中国国民党通讯处筹备员。”本年秋，国民党中央党部指示旅法支部统一领导国民党欧洲党务，周恩来被委任为国民党驻欧支部特派员，可以直接与孙中山和国民党中央联系。11月，孙中山又发表了《中国国民党改组宣言》和《中国国民党党纲草案》。同月国民党将旅法支部改为旅欧支部，以王京歧为执行部部长，周恩来为执行部的总务科主任。王京歧回国期间，由周恩来代理执行部部长，主持国民党旅欧支部的工作。
　　1924年1月20日至30日，孙中山在广州主持召开了国民党一大，标志着第一次国共合作正式形成。而此时周恩来正以筹备员身份在欧洲积极筹组国民党巴黎分部。在周恩来和中共旅欧党团的积极推动下，国民党驻欧组织迅速壮大，1924年6月国民党成立了驻法总支部，以王京歧为总支部主席。周恩来卓有成效的工作，得到了王京歧及孙中山的赞赏。当年7月，周恩来在参加了国民党驻法总支部第二次代表大会以后，应孙中山、廖仲恺之邀回国。
　　齐心协力筹建黄埔学校
　　1924年5月5日，黄埔军校正式成立，定名为“中国国民党陆军军官学校”。6月16日，国共两党人士500多人隆重举行了开学典礼，孙中山以国民党总理的身份亲临主持，亲任军校总理，任命蒋介石为校长，廖仲恺为军校党代表，邀请共产党方面的人员共同负责教学活动，并聘请鲍罗廷为总顾问。
　　1924年11月，周恩来被任命为黄埔军校政治部主任。周恩来到职后，坚决贯彻孙中山创办军校的宗旨，积极开展工作，黄埔军校的政治面目焕然一新。周恩来还商得孙中山的同意和支持，组建了大元帅府铁甲车队。
　　1924年11月13日，孙中山“偕夫人等乘‘永丰’舰启程北上，视察黄埔军校后前往香港”，周恩来等发动军校师生欢迎孙中山到校视察和演讲。孙中山检阅了黄埔军校学生的演习并当场发表讲话，赞扬了学员的“忍苦耐劳，努力奋斗”的革命精神。孰料此处送别，竟成了孙中山和周恩来的永诀。
　　第一次国共合作期间，周恩来还参与讨伐陈炯明的两次东征。这两次东征的政治工作都是由周恩来负责的。第一次他是以军校政治部主任的名义随军东征主持政治工作。