5月3日晚，在京中央政治局委员接到在中南海毛泽东住处召开会议的通知。是夜23时，政治局成员陆续到齐，周恩来也抱病从305医院赶到会场。
会议由毛泽东亲自主持。此时，毛泽东双眼所患老年性白内障尚未治愈，看景物仍感模糊，但他思维依然敏锐，谈吐不减当年。他在讲话中一开始便承认自己“犯了错误”，对批“经验主义”的文章（即姚文元的《论林彪反党集团的社会基础》）“放过了”，并就此严厉批评“四人帮”：“你们只恨经验主义，不恨教条主义”。在谈到党的历史经验时，毛泽东再次提及1931年在中央苏区发生的“邓、毛、谢、古事件”，并对邓小平说：“（当时）我只见过你一面，你就是毛派的代表。”
随即，毛泽东加重语气，打着手势讲道：“要搞马列主义，不要搞修正主义；要团结，不要分裂；要光明正大，不要搞阴谋诡计。不要搞‘四人帮’，你们不要搞了，为什么照样搞呀？”这是毛泽东继1974年多次批评江青一伙以后，又一次指出“四人帮”及其宗派活动问题。
在毛泽东讲话时，江青倚仗她的特殊身份，未作一句检讨，并不时在会上插话，引起毛泽东的不快。他面色严峻、一句一顿地告诫江青：“不要随便，要有纪律，要谨慎，不要个人自作主张，要跟政治局讨论，有意见要在政治局讨论，印成文件发下去。要以中央的名义，不要用个人的名义，比如也不要以我的名义，我是从来不送什么材料的。……”
散会时，毛泽东和到会的政治局委员一一握手道别。在与王洪文握手时，王支吾说：“按主席的指示办。”毛泽东听罢用手掌做了一个翻来覆去的动作，正色道：“你不要再这个样子了！”
第二天，周恩来在医院同正式开始主持中央日常工作的邓小平商议，根据毛泽东的指示，需在政治局内进一步批评“四人帮”。随即，他伏案写下书面意见，表示“同意小平意见”，支持由邓主持政治局会议批评“四人帮”。
为确保开好批评“四人帮”的会，周恩来不顾身体极度虚弱，又亲笔致信中央政治局成员，提议应进一步讨论吃透毛泽东5月3日的讲话，尤其应搞清楚有人带头批“经验主义”的问题。对此，最早提出批“经验主义”的张春桥心怀鬼胎，发表异议说，周总理信中“有些话不确切”。周恩来毫不退让，以张春桥3月1日在总政讲话和三四月间军内各单位对张讲话的反映的事实，回击张春桥对反“经验主义”问题的狡辩。在铁的事实和周恩来的有力批驳面前，张春桥不得不有所收敛。
5月27日和6月3日，在邓小平主持下，中央政治局连续开会，讨论毛泽东5月3日讲话，对“四人帮”进行严厉批评。会上，邓小平、叶剑英再作长篇发言，对江青、张春桥等人多次攻击、诋毁周恩来的做法逐一揭露，连发质问。邓小平以坚决的口吻说道：对这些问题，应当讲清楚，“不讲明白，没有好处”。
迫于形势，王洪文不得已作了一些“检查”。而江青等则拒绝检讨，甚至还试图否认“四人帮”存在的事实。
事后，当邓小平向毛泽东汇报政治局会议情况时，毛泽东称赞道：“我看有成绩，把问题摆开了。”“他们几个人（指”四人帮“）现在不行了，反总理、反你（指邓）、反叶帅……现在政治局的‘风向’快要转了。”最后，毛泽东满怀期望地对邓小平提出：“你要把工作干起来！”邓小平坚定地表示：“在这方面，我有决心就是了。”
自中央政治局会后，受到批评的江青一伙垂头丧气，一蹶不振。人们注意到，“文化大革命”中一向不放掉抛头露面机会的江青，在一连几个月里，几乎再没有公开露过面。王洪文、张春桥、姚文元也变得不那么盛气凌人、神气活现了。一时间，“江青挨中央批评”的消息不胫而走，广为流传。
与此形成鲜明对照，从6月初起，在医院的周恩来却频频会见外国来宾。陪同他会见外宾的常有邓小平、李先念、廖承志等。
6月7日晚，周恩来在医院会见菲律宾总统马科斯及其夫人、女儿时，兴致勃勃地告诉客人：现在会谈、宴会都由邓小平副总理包办了，这就给我提供了休息的机会……
在毛泽东、周恩来的支持下，从这一年下半年起，邓小平领导的整顿在农业、商业、教育、科技、文艺等各个领域全面、迅速地展开。
7月4日，邓小平向中央读书班第四期学员发表《加强党的领导，整顿党的作风》的讲话，阐述他不久前提出的与“四人帮”一伙作斗争的著名口号——“三项指示为纲”。他说：“前一个时期，毛泽东同志有三条重要指示：第一，要学习理论，反修防修；第二，要安定团结；第三，要把国民经济搞上去。这三条指示互相联系，是个整体，不能丢掉任何一条。这是我们这一时期工作的纲。”他强调：当前，我们有好多事要办，“特别是要把国民经济搞上去”。
7月14日，邓小平在中央军委扩大会议上提出《军队整顿的任务》，要求首先在军内铲除山头，克服派性，加强组织纪律性。
8月3日，邓小平又在中央军委召开的一次会议上作《关于国防工业企业的整顿》的讲话，指出：一定要建立“敢”字当头的领导班子，要选派那些能办事、敢办事、敢负责的人来领导整顿工作。
8月18日，邓小平就加快工业发展问题发表意见，强调整顿企业管理秩序和恢复健全各种规章制度的必要性、紧迫性。
9月15日，邓小平出席在山西省昔阳县召开的全国农业学大寨会议。会上，他重申要实现“四个现代化”的宏伟目标，并提出各方面工作都要进行整顿的意见。
9月底至10月初，邓小平在农村工作座谈会上更加明确地指出：“当前，各方面都存在一个整顿的问题。农业要整顿，工业要整顿，文艺政策要调整，调整其实也是整顿。要通过整顿，解决农村的问题，解决工厂的问题，解决科学技术方面的问题，解决各方面的问题。”“整顿的核心是党的整顿。只要抓住整党这个中心环节，各个方面的整顿就不难。”
从7月到10月，短短三个月里，全面整顿的“排炮”犹如阵阵春雷，震撼祖国大地。许多老干部、老工人和广大知识分子，通过传达、学习邓小平的讲话，都油然而生一种自“文化大革命”以来从未有过的畅快感觉。一直在周恩来、邓小平指导下进行教育系统整顿的周荣鑫，根据周恩来、邓小平对整顿教育工作的意见，在一次教育座谈会上，严词批驳了长期以来“四人帮”所散布的种种谬论，矛头直指张春桥等人一手炮制的那“两个估计”。对此，周荣鑫并非不知所冒“风险”，但他却无所畏惧：“我有些话是会刺痛那几个好搞形而上学的人的，他们肯定会要不满的。无非是再次被打倒！即使再次被打倒，我也不怕——要横下一条心，做小平同志讲的那种不怕被打倒的人！”
周荣鑫的讲话，表达了领导整顿工作的一批老干部的心声。
邓小平的全面整顿，迅速、系统地纠正着“文化大革命”以来的种种错误，使各方面工作在短时间内出现明显好转，国民经济各项指标也由停滞下降转入迅速回升。工业生产和交通运输一个月比一个月好。从下半年起，国民经济情况继续好转，工农业生产稳步上升。
这次全面整顿，深得党心、民心。历尽8年动乱之苦的人们开始感到：“四化”有希望了，民族有希望了，中国有希望了！
1975年9月7日，重病中的周恩来在医院最后一次会见外宾。当他向来自东欧的客人们坦然且又肯定地道出“马克思的‘请帖’，我已经收到了”一语时，在座的来宾都惊愕不已。随即，周恩来充满信心地对外宣布：邓小平同志将接替我主持国务院工作。邓小平同志很有才能，可以完全相信，邓小平同志将会继续执行中国党和政府的内外方针。……