周恩来初到欧洲的时候，对于采取什么主义来救中国，思想上还没有最后确定。究竟是采取俄国十月革命的暴力手段呢?还是采取英国的社会改良主义的作法?他当时的思想认识是：“若在吾国，则积弊既深，似非效法俄式之革命，不易收改革之效;然强邻环处，动辄受制，暴动尤贻其口实，则又以稳进之说为有力矣。执此二者，取俄取英，弟原无成见，但以为与其各走极端，莫若得其中和以导国人。至实行之时，奋进之力，则弟终以为勇宜先也。”第一次世界大战后的欧洲，生产调敝，满目疮痍，物价高昂，民生窘困。1921年1月，他到伦敦，对英国进行考察。英国这时正处在战后第一次经济危机之中，资本家疯狂地剥削工人，煤矿工人举行声势浩大的同盟罢工。这些使周恩来感到“劳资战争，舍根本解决外其道无由”。2月，他回到法国，辨析了工团主义、行会社会主义、无政府主义等各派思潮，终于认定：中国应该走社会主义的道路。
这年春天，周恩来经张申府、刘清扬介绍，加入了在巴黎的共产主义小组。这是中国共产党的八个发起组之一，周恩来成为党的创建人之一。从此，周恩来一直是坚定的马克思主义者，为共产主义而奋斗终身。
1921年底，周恩来和赵世炎开始酝酿建立旅欧青年的共产主义组织。他们约李维汉到巴黎见面商量，然后分头进行。周恩来经常奔波于德、法之间，传达和贯彻旅欧党组织的意见，在青年中启发革命觉悟。经过多方筹备，1922年6月，在巴黎西郊布伦森林中召开了成立大会，建立了旅欧中国少年共产党。赵世炎为书记，周恩来负责宣传，李维汉负责组织。这个组织后来由中共中央和中国社会主义青年团中央批准，成为中国社会主义青年团旅欧支部。
周恩来在西欧的将近四年中，丰富了理论知识和多方面的实践经验。
1921年7、8月间，中国旅法的勤工俭学生联合华工和各界侨胞，成功地开展了一场反对北洋政府秘密借款的斗争，迫使它的用出卖国家主权为代价同法国政府和资本家签定的5亿法郎借款合同中途停止。周恩来积极支持这一斗争，并向国内作了详细的报道。法国政府采取了报复手段，决定从9月15日起停发对勤工俭学生的维持费。同时，即将开学的里昂中法大学剥夺了勤工俭学生的入学权利。勤工俭学生被推入了绝境，他们采取进占里大的行动。里昂的警察逮捕了勤工俭学生的先发队，将他们押送回国。从此，五四运动后形成的赴法勤工俭学运动基本结束。
1923年5月，国内发生了山东临城的劫车案，土匪扣留了30多名西方乘客，帝国主义各国借机提出要共同管理中国的铁路。到6月12日，被劫持的旅客已全部获释，但7月间法国《巴黎时报》透露列强共管中国铁路“不日即将见诸实行”。周恩来看到报纸后，决定发动旅法华人起来开展保卫国家主权的斗争。7月3日，他主持旅法华人各团体联合会议，商讨行动计。8日，又召集22个旅法团体的代表开会，组成“临时委员会”，发出《致国内各界公电》，指出“铁路共管，等于亡国，旅法华人全体反对，望农工商各界速起力争”。国内人民也强烈反对这事，中共中央机关报《向导》连续发表蔡和森、张太雷等的文章。帝国主义见众怒难犯，后来不得不将“共管”方案搁置。在这次斗争中，周恩来始终是旅法华人中的组织者和领导者。
在第一次世界大战期间，中国有5万工人远渡重洋到法国，“以工代兵”，表示中国的参战。周恩来到法国时，留在法国的华工还有2000多人。他们吃的是黑面包，住的是帐篷和木板工棚，遭受奴役。旅欧党团组织十分重视华工，建立了统一的组织华工总会，并且对华工进行爱国主义教育、阶级教育和共产主义教育，帮他们办好《工人旬报》。周恩来经常到巴黎近郊的华工聚居地区比央古，深人工厂和工棚，同华工办事处负责人谈话，了解工作情况，进行指导帮助，有时还去作报告。旅欧期间，他自己也当过工人。在他的带动和号召下，旅欧党团组织和它所属的各单位经常召开各类华工会议，共产党员和青年团员深入华工中活动。华工领袖袁子贞、马志远等先后加入了旅欧青年团和中国共产党。