当时的日本，明治维新后由资本主义发展到帝国主义，既有灯红酒绿、纸醉金迷的繁华世界，更有衣不遮体、食不果腹的饥饿和失业大军，军国主义分子叫嚣着要侵略中国。看到这样的现实，周恩来抛弃了军国主义可以救中国的想法。他处于彷徨、苦闷之中，在给人写的信中说过：“家国恨，天下事，不堪一提！极目神州，怆怀已达极点！”“苦吾民矣，为之奈何！”

俄国十月社会主义革命爆发了。周恩来在日本报纸上看到一些关于十月革命的介绍，以极大热情关注俄国革命的发展。他开始接触马克思主义，阅读了幸德秋水的《社会主义精髓》、约翰·里德的《震动寰球的十日》、堺利彦创办的《新社会》杂志等，尤其是日本早期马克思主义的传播者河上肇的著作如《贫乏物语》和由他创办的《社会问题研究》，给了周恩来深刻的印象。科学社会主义影响着周恩来的思想，周恩来的思想开始变化，正如他在诗句中所说：“人间的万象真理，愈求愈模糊，——模糊中偶然见着一点光明，真愈觉姣妍。”

周恩来决定“返国图他兴”。他于1919年4月回到中国，接着就投入了轰轰烈烈的五四运动。

五四运动迫使北洋政府不敢贸然在《巴黎和约》上作屈辱的签字，五四运动也为马克思主义在中国的传播开辟了广阔的道路。周恩来积极参加了游行示威。他创办了《天津学生联合会报》，在报上大声疾呼：“国民啊！黑暗势力'排山倒海'的来了！”我们“要有预备！要有办法！要有牺牲！”这张报办得“很有精神”，“敢言”，“其'主张'与'评论'二栏，又有特点，敢说是全国的学生会报冠”。从1919年8月下旬到10月初，为了支援山东人民的爱国斗争，周恩来与天津各界人民代表两次进北京到总统府门前示威，他负责后勤供应和宣传、报道。这期间，天津五四运动史上值得大书一笔的是周恩来、郭隆真、邓颖超、谌志笃、马骏等20名男女学生组成的觉悟社。《觉悟社社员歌》中提出了“阶级斗争”：“世界潮流，汹涌澎湃，来到中华地，社会革命，阶级斗争，大家齐努力。”

这年11月，日本驻福州领事指使歹徒打死打伤中国学生和警察，并令驱逐舰侵入中国海域，派水兵登陆挑衅。天津人民决定抵制日货。日本驻津总领事提出“严重抗议”。天津警察厅长杨以德镇压学生。周恩来等20余人被捕。在牢房中，他们没有屈服，继续燃起光明的火炬。周恩来向难友们宣传马克思主义。

这说明，五四时期，他是我国有数的几个马克思主义早期传播者之一。

1920年11月，周恩来坐海轮去法国，进一步研究马克思主义，考察和学习欧洲无产阶级革命斗争的经验。他说：“虔心考查以求了解彼邦社会真相暨解决诸道，而思所以应用之于吾民族间者。”翌年他由李大钊派去的张申府、刘清扬介绍，加入中国共产党。随后，他又发起组织中共旅欧党团组织。