一年后，周恩来作为197名赴法勤工俭学的留学生中的一员前往巴黎，邓颖超则到北京师大附小当了教员。两人鸿雁往来，但仍没有往那一方面想。“大姐说，‘我知道他那时有一个女朋友，人长得比我漂亮。所以后来恩来跟我提出时，我根本就没往那方面想’。”1923年，邓颖超突然收到周恩来从法国寄来的一张明信片，在这张印有李卜克内西和卢森堡画像的明信片上，周恩来写道：“希望我们两个人将来，也像他们两个人一样，一同上断头台。”
1956年的一天，周恩来的侄女来访，大家坐在客厅里聊天。侄女好奇地问起两人当年的往事，周恩来坦诚相告：当年在法国的那个美丽的朋友，“对革命也很同情”，“但是，我觉得作为革命的终身伴侣她不合适”，在周恩来眼里“坚持革命”的小超便成了终身伴侣的最佳人选。1925年，他们在广东结婚。
邓颖超后来告诉赵炜，结婚时，周恩来正好在黄埔军校担任政治部主任，得知此事后，大家纷纷嚷着要他们请客，她和周恩来就请了两桌，张治中、何应钦、邓演达、陈赓、李富春与蔡畅等都来贺喜。张治中要邓颖超介绍恋爱经过，“因为我个子矮，他们还让我站在板凳上，当时恩来特别担心，怕我应付不了。其实，我什么也不怕，站在板凳上把我和恩来相识、相爱的经过从头到尾讲了一遍，还把恩来写在明信片上的一首诗背了出来。”当时张治中连声夸奖：“周夫人，名不虚传！和周主任一样都是极其出色的演说家。”而邓颖超毫不客气地说：“什么周夫人，我有名字，邓颖超！”
在世俗的眼光里，邓颖超的外貌似乎与有四大美男子之一之称的周恩来有些差距，“邓大姐经常说：‘我们也没有计较谁的长相，恩来长得比我漂亮，我长得并不漂亮。’”赵炜回忆，邓颖超后来也告诉她，周恩来追求她的举动“连我自己都有些纳闷”，他们结婚后一直没时间谈到过当年相识的事情，直到新中国成立后十几年了，有一次闲聊，周恩来突然说：“还记得当年在天津开大会吗？你第一个登台发言，给我印象最深的就是那两只炯炯有神的大眼睛。”跟赵炜说到这儿，邓颖超开心地跟自己开了一个玩笑，“现在我老了，和年轻时不一样，眼睛也变小了”。