中美关系的突破，使得中国开始面对一个新的外交局面。这对改变国际关系的基本格局，产生了巨大而深远的影响。正如这年8月间周恩来所指出的：我们跟美国来往是有原则的。我们到现在没跟美国缔结什么协议，只有一个《联合公报》。但这一突破，使世界上的国家都愿意跟我们来往了。中美来往的收获就在这里。
3月13日，在中美联合公报发表后只过了两周，中英两国关于互换大使的联合公报即签字并公布。两国之间自1954年起建立的代办级外交关系，升格为大使级。接着，中国又同荷兰、希腊、联邦德国等相继实现外交关系升格或正式建交。在很短的时间里，中国同西方国家的关系出现了前所未有的变化。
受“尼克松冲击波”影响最大的，还要算同中国一衣带水的邻国日本。
周恩来对日本是熟悉的。青年时代他曾在东京留学达一年半之久。新中国成立后，周恩来一直关心中日关系，指导对日工作。从50年代初打开中日民间交往大门，“以民促官”，到60年代互设贸易代表机构，开辟中日半官方渠道，中日关系每前进一步，都包含着周恩来的精心指导和培育。据统计，建国后周恩来接待的众多外国客人当中，日本客人无论在批数上和人数上都占据第一位。
1971年基辛格秘密访华前，周恩来曾与日本公明党领导人竹入义胜举行会谈，确定了中日关系正常化的基本原则。日本公明党访华代表团同中日友好协会代表团发表的联合声明强调：中国只有一个，中华人民共和国政府是代表中国的唯一合法政府；台湾是中国的一个省，是中国领土不可分割的组成部分；日台条约是非法的，必须废除；中国在联合国一切组织的合法权利必须恢复。中方表示：如果日本政府能够接受上述主张并为此采取实际步骤，中日两国就可以结束战争状态，恢复邦交，缔结和平条约。接着，基辛格两次访华和第26届联大恢复中国合法权利的现实，又给予日本各界强烈震撼。日本政界、财界团体和人士接踵来华，为推进日中关系正常化积极活动。长期以来一直致力日中友好的日方老朋友们更是不辞辛劳地往来奔波，企盼早日实现共同的夙愿。
周恩来长期处在中日之间这一系列活动的中心地位。1972年上半年，周恩来连续同日本社会党、自民党、民社党和公明党人士谈恢复中日邦交问题，提出：中日两国没有任何理由这样对立下去，应该根据和平共处五项原则和恢复中日邦交三项原则来实现两国关系正常化。他还表示：如果一位现任首相准备解决日中关系问题，亲自到中国来谈，当然我们不好拒绝。有这样勇气的人来，我们怎么能拒绝呢？从原则来讲就是，新的日本政府不敌视中国，不阻挠恢复中日邦交，而是继续日中友好，努力恢复日中邦交，也就是合乎现在大家常说的“三原则”。这样的政府，也就是不继续佐藤路线的政府，我们愿意接触。当然，中日邦交问题还有很复杂的问题，具体实施的微妙处需要通过政府级会谈，同时也要有一个形式问题。如果两国首脑诚心诚意愿意解决问题，那么形式是第二位的，内容是第一位的、本质的，就是要真正促进中日友好，恢复中日邦交。
1972年7月7日，日本佐藤内阁下台，田中角荣接任首相。当天，田中发表声明说：“在动荡的世界形势下，应该加速实现同中华人民共和国的邦交正常化，强有力地开展和平外交。”第二天，周恩来召集外交部及有关外事、宣传部门负责人开会，研究田中讲话，商讨推进中日关系问题。他要求新闻单位积极工作，不能掉以轻心，在宣传报道上全面、准确地体现出促进中日友好的精神。9日，周恩来在欢迎也门民主人民共和国领导人的宴会上致词，提出：“田中内阁7日成立，在外交方面声明要加紧实现中日邦交正常化，这是值得欢迎的。”随后，周恩来又在同法国外长的会谈中说：“日本在对华关系上出现了新气象，这是战后27年来日本政府第一次这样做。我们对田中政府这样做没有理由不欢迎。”他的这两次讲话，是对田中对华关系声明的明确回应。
这时，中日友协副秘书长、原驻东京联络处首席代表孙平化正率团在东京访问。周恩来指示孙平化抓住时机，当面向田中首相转达他本人对田中访华的邀请，并且传话：“只要田中首相能到北京当面谈，一切问题都好商量。”16日，周恩来会见日本社会党副委员长、众议员佐佐木更三时进一步提出：如果现任首相、外相或其他大臣来华谈恢复日中邦交问题，北京机场准备向他们开放。按照周恩来的嘱咐，孙平化在7月22日先向日本外相大平正芳转达了中方的邀请。田中政府经过研究，在8月11日把田中首相访华的决定转告中方。周恩来接到报告，立刻授权姬鹏飞外长发表声明，宣布中国总理欢迎并邀请田中首相访华，就中日邦交正常化问题进行谈判。15日，田中接见在东京的孙平化，正式接受了中方的邀请。由此，中日实现邦交正常化的前景已经明朗。
在这期间，周恩来虽已发现身患癌症，但为了准备中日两国领导人的会谈，仍事必躬亲，昼夜操劳。当年参与准备工作的外交部长姬鹏飞回忆说：
“总理指定我、乔冠华、廖承志、韩念龙等人组成日本组。总理白天接见外宾，那时到中国访问的日本朋友特别多，夜晚将我们找到西花厅或钓鱼台开会研究中日建交问题，或带我们一起到中南海毛主席住处开会，向主席汇报。在主席那里决定了大政方针后，回来总理又同我们一起研究、安排，事无巨细，总理都一一过问，一一想到。他常说：‘外交授权有限’，‘外交无小事’。这时他已是74岁的高龄，并已查明身患癌症。他就是这样带病工作，每天工作十几个小时甚至20个小时。”
这些感人的情节，当时几乎都毫不为外人所知。
解决中日之间邦交正常化，也存在一个台湾问题。所不同的是，中日两国领导人准备通过会谈一次性地解决这个首要问题，也就是日本承认中华人民共和国政府是代表中国的唯一合法政府，双方建立正式外交关系；同时日方断绝同台湾蒋介石集团的官方关系，包括废除所谓“日台条约”。由此，周恩来一直密切地关注日方对台湾问题的态度，连某些提法的微妙差别也亲自过问。
7月下旬，孙平化向日方转达中方邀请后不久，周恩来再次会见日本公明党领袖竹入义胜。会谈中，周恩来直截了当地提出：现在发生了一个具体问题，田中内阁承认中华人民共和国政府是代表中国的唯一正统政府，我们对“正统”二字不太理解。我们所说的是中华人民共和国政府是代表全中国人民的唯一合法政府。“合法”的反义词是“非法”。因为蒋介石被推翻了，所以它是非法的。去年联合国恢复了中华人民共和国的合法权利，把蒋介石集团赶出去了，也就是说，国际组织也承认中华人民共和国政府是合法的，蒋介石政府是非法的。我为什么要问“正统”这个词的意思呢？因为汉语中有“正统”还有“偏安”。
在讲述了中国历史上的情况后，他问道：我不知道田中政府中的法律专家讲的“正统”是否有别的意思？针对《东京新闻》所传日外务省官员宣称“日台条约已经解决了结束战争问题”的说法，周恩来指出：缔结“日台条约”时，中华人民共和国已经成立了。这个条约根本无视中国的存在，同一个逃到台湾的蒋政权缔结结束战争状态，是非法的、无效的，是应当废除的。关于中日联合声明问题，周恩来表示，中方将坚持把结束战争状态和复交三原则两个问题写入联合声明。竹入当场记录下周恩来的意见，表示将带回去向田中首相、大平外相报告。
解决中日邦交正常化的另一个重要问题，是如何看待日本军国主义侵华历史。还在50年代中期，周恩来会见日本友人时就明确提出：中日之间有几千年的文化交往，历史上是友好关系。自甲午战争以来的50多年间，中日交恶，但从历史长河看，这只是短暂的一瞬，而且已经成为历史。我认为，今后中日两国不能不友好，而且一定能建立正常的关系。
70年代初，周恩来又对日本学生访华团表示：从1894年起到1945年共51年，对中国人民是很大的教育。如果仅仅是甲午战争、日俄战争，还不能教育中国人民。最大的教育是后来日本军国主义发动的那场侵华战争。
1972年6月，周恩来会见日本前陆军中将远藤三郎等日中友好旧军人代表团成员时，专门谈到战争的问题。他说：我在读了日本最近出版的各种有关战争的书籍、战史以及战记之后，发现它们都大加美化战争，以至使人怀疑这些著作的内容是否真实。最近，我在中国看了有关山本五十六大将的电影，也看了有关侵华日本军队的电影。不管哪部电影的内容，都是被美化了的和非常英雄化了的形象。很明显，这样做会使那些对战争一无所知的青年人变得向往战争，从而导致再次发动战争。你们回去以后，一定要如实地写出一部反映大东亚战争真相的战史。你们都上了年纪，不抓紧不行啊，要不然就会重蹈覆辙。
同年9月中旬，肩负田中首相访华“先遣队”使命的日中邦交正常化协议会会长小坂善太郎率日本自民党众参两院议员代表团抵达北京。9月18日，就在中日双方开始举行会谈之际，周恩来指出：“日本军国主义不仅给中国人民带来了灾难，也给日本人民带来了祸害。”“今天恰巧是9月18日，41年前的今天发生了‘九一八’事变。现在，两国握手，这是历史性的转折。新时代已经到来，应当继续前进。”
在对日本侵华战争问题上，周恩来始终坚持的原则是：毫不含糊地正视历史，以史为鉴；在这个基础上，坚持向前看的方针，着眼于解决今后的问题。
1972年9月中旬，周恩来连续三次会见日本众议员、自由民主党日中邦交正常化协议会会长小坂善太郎，对田中首相来华谈判解决中日邦交正常化表示乐观。接着，他又会见受日本外相大平正芳之托来华的日中备忘录贸易办事处负责人古井喜实，就中日联合声明问题交换意见。他还多次约见并宴请长期以来致力日中友好的日本老朋友们，引用“饮水不忘掘井人”一语对他们表示感谢。20日，中日双方同时发表关于田中首相访华的公报，两国领导人会晤的各项准备已全部就绪。
9月25日上午，日本国首相田中角荣、外相大平正芳、内阁官房长官二阶堂进等飞抵北京。周恩来、叶剑英、郭沫若等到机场迎接。这是战后日本首相首次访华。当天，中日两国领导人开始就恢复中日邦交正常化及其他有关问题进行多次会谈。
晚上，在为田中首相举行的欢迎宴会上，周恩来发表祝酒词，称赞田中访华“揭开了中日关系史上新的一页”。同时指出：“自从1894年以来的半个世纪中，由于日本军国主义者侵略中国，使得中国人民遭受重大灾难，日本人民也深受其害。前事不忘，后事之师，这样的经验教训，我们应该牢牢记住。”又说：田中首相就任以后，在中日双方的共同努力下，“实现两国邦交正常化已经有了良好的基础。促进中日友好，恢复中日邦交，是中日两国人民的共同愿望。现在是我们完成这一历史性任务的时候了”。
田中在致词中说：“过去几十年之间，日中关系经历了不幸的过程。其间，我国给中国国民添了很大的麻烦，我对此再次表示深刻的反省之意。”田中的讲话，特别是他使用的“麻烦”一词，引起中方的强烈不满。对这篇讲话，中国国内的各种报刊均奉命未予登载。第二天，在同田中会谈时，周恩来直率地提出：田中首相对过去的不幸的过程感到遗憾，并表示要深深的反省，这是我们能够接受的。但是，“添了很大的麻烦”这一句话，引起了中国人民强烈的反感，因为普通的事情也可以说是“添麻烦”。田中对此解释说，从日文来讲，“添麻烦”是诚心诚意地表示谢罪之意，并且包含着保证以后不重犯、请求原谅的意思。27日，毛泽东会见田中时，也问到“麻烦”的问题。田中表示，日方准备按中国的习惯来改。
中日会谈中遇到的另一个问题，就是战争赔款问题。还在田中访华前，中方已向日方正式转告，为了中日两国人民的友谊，中国准备放弃对日本国的战争赔偿要求，并建议将此写入双方联合声明。可是，日外务省条约局长高岛在商谈联合声明的具体条文时却提出，战争赔偿问题从法律上讲已经解决了，过去日本同蒋介石签署的日台条约中已宣布放弃要求赔偿的权利。周恩来得知后当即给予严正批驳，他说：我们经过50年革命，蒋介石早已被中国人民所推翻。当时蒋已逃到台湾，他是在缔结旧金山和约后才签订“日台条约”、表示所谓放弃赔偿要求的。那时他已不能代表全中国，是慷他人之慨。遭受战争损失的主要是在大陆上。我们是从两国人民的友好关系出发，所以放弃了赔偿的要求。毛主席主张不要日本人民负担赔款，我向日本朋友传达，而你们的条约局长高岛先生反过来不领情，说蒋介石已说过不要赔款，这个话是对我们的侮辱，我们绝对不能接受。
这里再次提到的“日台条约”，实际上是解决台湾问题留下的一个“尾巴”。田中来华前，在公开场合曾多次表示“充分理解”中方关于复交三原则，但出于国内政治上的原因，日方始终没有对三原则之一的“‘日台条约’是非法的、无效的，应予废除”作出承诺。会谈中，日方提出希望对他们国内的处境和困难给予照顾。因此，中方同意在联合声明中不提“日台条约”，而由日方在另外场合声明，作为日中邦交正常化的结果，“日台条约”宣告结束。这样，剩下的问题就是日方在什么时候作此声明了。27日，周恩来在同田中、大平会谈时当面问道：从联合声明公布之日起，两国就建交了，双方互换大使需要多少时间？这句话实际是问日方何时采取废除“日台条约”的具体行动。大平明确回答：“我们有决心尽快采取必要的措施。”周恩来对此表示满意。第二天会谈时，周恩来当场用中文写下“言必信，行必果”6个字交给田中，田中也写下日本旧宪法里的一句话“信为万事之本”交给周恩来。中日双方表明了彼此信任的态度。
9月29日，《中华人民共和国政府和日本国政府联合声明》签字仪式在北京人民大会堂隆重举行。周恩来总理、姬鹏飞外长和田中首相、大平外相分别代表本国政府在声明文本上签字。《联合声明》说：
“自本声明公布之日起，中华人民共和国和日本国之间迄今为止的不正常状态宣告结束。”“日本国政府承认中华人民共和国政府是中国的唯一合法政府。”“中华人民共和国政府和日本国政府决定自1972年9月29日起建立外交关系。”“日本方面痛感日本国过去由于战争给中国人民造成的重大损失的责任，表示深刻的反省。”“中华人民共和国政府宣布：为了中日两国人民的友好，放弃对日本国的战争赔偿要求。”
签字仪式后，大平外相举行中外记者招待会，宣布：作为日中邦交正常化的结果，“日台条约”已失去了存在的意义，可以认为该条约已经完结，驻台湾的原日本大使馆处理善后事宜后将予以关闭。
从这一天起，中日关系的历史翻开了新的一页。
1972年，中国同世界上18个国家建立了外交关系或实现外交机构升格，其中包括许多西方发达国家。这是自新中国成立以来同外国建交最多的一年。人民共和国在外交上取得的一系列巨大成就，促使世界政治格局发生重大变化，新中国的威望日益提高。
作为共和国外交事业的奠基人、决策者与实践家，周恩来为此付出的巨大努力和心血，所表现出的超人的魄力与智慧，将永垂史册，永昭后人。
（周延）