7月7日，田中内阁组成，大平任外相。当天，田中角荣发表早已酝酿好的首相谈话，明确表示：充分理解中国方面提出的中日复交三原则（即：一、中华人民共和国政府是代表中国的唯一合法政府；二、台湾是中华人民共和国领土不可分割的一部分；三、日台条约是非法的、无效的，应予废除），“尽快和中华人民共和国恢复邦交，在动荡不安的世界形势下，努力地推进和平外交。”
就在田中首相就职的这天，外相大平正芳也表示：“为实现邦交正常化，首相或外相有必要在某个时期访华。”
对田中内阁的这一态度，信息灵通的周恩来反应神速。9日晚，他在欢迎也门政府代表团宴会的致辞中谈及新成立的田中内阁时，把话放了出去：“长期以来，一直采取敌视中国政策的佐藤政府任期未满就宣布下台。7日成立的田中内阁明确表示在外交方面要早日实现日中邦交正常化，这是值得欢迎的。”周恩来的这一讲话，对田中角荣实现自己的宏图起了关键性的作用。为促成中日邦交正常化，周恩来作了周密的安排……
1972年9月25日，日本首相的专机徐徐降落在北京机场。以首相身份来访的第一人，不是早在50年代周恩来就邀请的鸠山一郎，而换成了田中角荣。
这天上午，周恩来带病前往北京机场，迎接田中角荣的到来。当中国和日本这两个一衣带水的邻邦的总理紧紧地握手时，军乐队奏起了两国国歌。欢快、高昂的歌声，把中日关系带进了一个新的历史时期。
当天下午，周恩来在人民大会堂会见了田中角荣一行的主要官员。随后，在安徽厅和田中首相举行了第一次限制性会谈。
当晚，周恩来在人民大会堂专门为田中角荣一行设宴，并发表了意义深远的祝酒词：
田中首相来我国访问，揭开了中日关系史上新的一页。在我们两国的历史上，有着两千年的友好往来和文化交流，两国人民结成了深厚友谊，值得我们珍视。但是，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……
当前，世界形势正在发生巨大变化。田中首相就任以后，毅然提出新的对华政策，声明要加紧实现同中华人民共和国的邦交正常化，表示能够充分理解中国方面提出的复交三原则，并且为此采取了实际步骤。中国政府本着一贯的立场，做出了积极的响应。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。
对田中的到来和日中友好，周恩来充满了信心。他说：
首相阁下，你来华前说，两国会谈能够达成协议，也必须达成协议。我深信，经过我们双方的努力，充分协商，求大同，存小异，中日邦交正常化一定能够实现……
中国和日本都是伟大的民族。中国人民和日本人民都是勤劳勇敢的人民。中日两国人民应该世世代代友好下去。
兴奋中的田中角荣首相站起来，作了一篇答词。他说：
我深信，即使我们在立场、意见方面存在小异，但只要日中双方达到大同，按照互谅互让的精神，消除意见分歧，是有可能取得一致意见的。……
但是，田中的答词中却有一处明显不妥，他说：“我国给中国国民添了很大的麻烦。对此，我再次表示深刻的反省。”
“改变世界”，拓新格局（11）
日本军国主义给中国人民带来的巨大损失，何止是“麻烦”？这种轻描淡写的词语引起了中国方面的不满。在以后的会谈中周恩来立场坚定地提出了这一问题。
周恩来说：“田中首相表示对过去的不幸的过程感到遗憾，并表示要深深地反省，这是我们能够接受的。但是‘添了很大的麻烦’这一句话，引起了中国人民的强烈反感。因为普通的事情也可以说是‘添麻烦’，‘麻烦’在汉语里意思很轻。”
田中解释道：“可能是日文和中文的表达不一样。从日文来说，‘添麻烦’是诚心诚意地表示谢罪之意，而且包含着保证以后不重犯，请求原谅的意思。”他还表示：“如果这样的表达不合适，可以按中方的习惯改。”
文字的准确性，是周恩来外交的一大特色。既然田中表示了要作修改的诚恳态度，周恩来欢迎这样的态度。
9月26日、27日、28日，周恩来又与田中首相进行了三次限制性会谈。在共同点的后面，双方的分歧也是明显的，但是，用日本方面参加会谈的二阶堂进官房长官的话来说，“两国首脑以惊人的坦率进行了讨论”。
9月26日，在钓鱼台宾馆举行的第二次限制性会谈中，周恩来说：
我们非常欣赏田中首相和大平外相所说的这样一句话：“恢复日中邦交应从政治上解决。而不要从法律条文上去解决。”从政治上解决，比较容易解决问题，而且可以照顾双方；如果只从条文上去解释，有时很难说通，甚至发生对立。中日关系不同于中美关系，我们双方都准备马上建交。要建交，如同大平外相所说，就要同蒋介石集团断交，日台条约就自然失效。如果把旧金山和约、日台条约都拿来作根据，问题无法解决。那样，蒋介石就变成“正统”，而我们却成为“非法”了。这次田中首相和大平外相来北京，我们说只有在你们充分理解我们提出的复交三原则的基础上，才能照顾你们面临的一些困难，而不是相反。
参加整个谈判的外相大平正芳充分理解周恩来对日本方面的照顾。大平正芳为田中角荣立下了汗马功劳。来华之前，田中就把外交事务全权委托给大平外相；大平也说过：“我和田中首相是同心同德的挚友。”来华之后，田中相比之下显得悠闲一些，他常在钓鱼台国宾馆里作汉诗，还向身边人说：“有大平君在办，就没问题。如果达不成协议，还可以延长在北京的逗留时间，不达成一致意见，就不回去。”后来周恩来也曾这样评价大平正芳：“为人诚实，不说假话，虽不善口才，但内秀博学。他一心一意辅佐田中，可谓有大平才有田中，有大平才能恢复中日邦交。”
会谈到了9月27日下午。双方在一些主要的问题上已经基本达成了一致意见。当天晚上，田中角荣突然接到中国方面的通知，说毛泽东主席要接见他。田中万分惊喜，能与毛泽东会面，是他求之不得的好事。
晚上20点30分左右，田中角荣、大平正芳和二阶堂进在周恩来的带领下来到毛泽东住处，毛泽东一边握手一边幽默地对田中等人说：“架已经吵完了吧。不打不成交嘛！”
田中角荣是首次领略毛泽东的风趣，他惊叹中国领袖把重大的政治事件转换为轻松的话题。这场谈话，自始至终是在轻松愉快的气氛中进行的。
以“以民促官”的方式发展起来的中日关系，经过艰辛的努力，终于结出了硕果。
9月28日下午，周恩来与田中角荣举行了最后一次限制性会谈。主要谈日本如何处理日台关系问题。周恩来的谈话，既有着坚定的原则，同时也让田中感受到了周恩来外交的灵活性。周恩来说：
明天发表建交的联合声明以后，大平外相根据田中首相的指示，准备对记者发表一个讲话，声明日本政府将跟台湾断绝外交关系，对此我们表示欢迎。这证明你们这次来是守信义的，这是我们两国和平友好的良好开端。我们重建邦交，首先要讲信义，这是最重要的。我们跟外国交往，一向是守信义的。我们总是说，我们说话是算数的。中国有句古话说：“言必信，行必果。”你们这次来体现了这个精神。
“改变世界”，拓新格局（12）
“言必信，行必果”，语出《论语·子路》。子贡问什么样的人才能称之为“士”，孔子回答了三种人，“言必信，行必果”者为其中之一种。周恩来借此期望田中角荣做一个说话算数，行动坚决的人。
说完，周恩来还走到桌前，用毛笔亲笔写下了“言必信，行必果”几个字，送给田中。
9月29日上午，在人民大会堂东厅中，周恩来总理、姬鹏飞外长与田中首相、大平外相并排坐在摆着中日两国国旗的条形桌边。中外记者都在拍摄着这一历史性的瞬间——《中华人民共和国和日本国政府联合声明》签字仪式。
周恩来、姬鹏飞与田中、大平互致问候，然后各自从砚盒中取出毛笔，分别代表两国政府在联合声明上签字。联合声明宣布：自该声明公布之日起，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”，“中国政府宣布，为了中日两国人民的友好，放弃对日本的战争赔偿要求”。在联合声明中，日本政府承认中华人民共和国是中国的唯一合法政府；中华人民共和国政府重申，台湾是中华人民共和国领土不可分割的一部分，日本政府表示充分理解和尊重中国政府的这一立场，并坚持遵循《波茨坦公告》第八条的规定（即“开罗宣言之条款必将实施”）；双方决定从1972年9月29日起建立外交关系，并尽快互换大使；决心在和平共处五项原则的基础上建立两国持久的和平友好关系。
签字仪式结束后，大平正芳根据田中角荣的指示及其向周恩来的承诺，立即在北京的民族文化宫大厅设立的新闻中心举行了记者招待会。他宣称：开罗宣言规定台湾归还中国，而日本接受了承继上述宣言的《波茨坦公告》，鉴于这一原委，日本政府坚持遵循波茨坦公告的立场是理所当然的；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，可认为该条约已经完结；日台间的“外交关系”也不能维持，驻台湾的原日本大使馆处理善后事宜后将予关闭。
……
60年代末、70年代初，在中国外交史上北边和缓中苏边境冲突、西边打破中美关系的僵局、东边实现中日邦交正常化……这些，成为晚年周恩来的外交杰作！