1972年9月8日，在邀集国家计委和各省、市、自治区负责人参加的“三废”治理座谈会上，燕化公司环保工作弄虚作假的事情被揭露出来。周恩来在会上说：“东方红炼油厂的工作不真实……”这时，有人插话并简单说明了情况。周恩来听后非常生气地说：“我不能理解，作为一个国家干部，一个解放军（指当时任厂领导的是一个‘支左’解放军），一个共产党员，为什么要弄虚作假。不仅欺骗了我们这些活人，而且欺骗了死人（指谢富治死亡前也以为东方红炼油厂治理污水已经基本过关）。”
1975年1月，周恩来在第四届全国人大第一次会议上抱病作《政府工作报告》，重申我国实现四个现代化的
新中国的环保事业，是在周恩来的重视之下开展起来的。周恩来生前对环保事业非常重视，讲过很多话，作过很多指示。中国现行的有关环保的方针、政策、基本思路，许多都是他提出的。即使在“文革”期间，人们受极左思想影响的情况下，他仍大胆提出社会主义也存在污染问题，要正视存在的问题并加以解决。周恩来堪称新中国环保事业的开拓者和奠基人。
搞工业不能给人民生活带来不利
中国的森林和植被覆盖率相当低，周恩来对水土保持和植树造林工作予以极大的关注。他在许多重要场合强调植树造林的重要性，指出：森林植被的破坏和减少，不仅是造成许多大河流域的水土流失的根源，而且是造成沙化的根源。
1951年9月，周恩来在政务院第101次政务会议上强调了造林护林的重要性。他说，“靠山吃山，靠水吃水”这两句话要写得适当才行，否则“靠山吃山”把树木砍光了，灾害就降临了。1960年到1962年期间，周恩来在视察海南岛、贵州、广西、云南及吉林等地时，多次谈到植树造林的重要性。
“文革”前夕，在全国林业工作会议期间，周恩来接见西北各省的林业厅厅长、局长及西北林业建设兵团的代表时说：“16年来，全国砍多于造，是亏了。20世纪还剩下三十几年，再亏下去不得了。”“我们不能吃光了就算，当败家子。”针对西北地区的特殊条件，他指出：“西北地区造林要集中在黄河泥沙主要来源地区，不要孤零零地分散搞。分散了，投资很大，功效很小，起不了多大作用。”周恩来要求西北地区成立一个统管农林和水土保持工作的领导小组，协调好各方面的工作。他强调：“植树造林是百年大计，总得坚持到21世纪。”
周恩来认为，中国的地形和美国、苏联的不同，是西高东低，江河的淡水东流，把肥沃的土壤带进了江河大海，这对发展水利有利，但下游一定要处理好工业污水问题，一定要注意保护好水产资源。1970年11月21日，周恩来在人民大会堂三楼小礼堂接见国家计委地质局会议全体代表时，对上海代表谈到炼油厂的“三废”（废渣、废气、废水）处理问题，谈到黄浦江和苏州河的污染情况，并指出，搞工业不能给人民生活带来不利。
1972年7月，周恩来在云南视察，看到昆明滇池岸边喷吐浓烟的工厂时，对云南省的负责人说：昆明海拔这么高，滇池是掌上明珠，你们一定要保护好。发展工业要注意保护环境，不然污染了滇池，就会影响昆明市的建设。
蓟运河是海河水系的主要河流之一，也是20世纪70年代初突出的重污染河段之一。周恩来几次批示要求解决蓟运河的污染问题。相关部门在进行全面调查的基础上，提出了解决污染的四项措施。
华北地区的唯一天然大湖白洋淀，对调节局部地区气候、改善华北生态环境具有重要意义。但由于白洋淀上游和周围区域内工厂增多，工业污水及生活废水大部分未经处理就排入湖内，污染了湖水。周恩来非常重视这一问题，亲自确定了“缓洪滞沥、蓄水灌溉、渔苇生产、综合利用”的16字治理方针。
1973年9月16日，周恩来陪同法国总统蓬皮杜游览西湖时，看到机动游艇船尾漂散的油污，对浙江省负责人说：现在世界上许多著名的风景湖区都被污染了，水草枯死，鱼类绝迹，再不能游览观赏，我们的西湖不能污染。为了给我们的子孙后代留下一个风景如画的西湖，也为了让更多外宾在这胜似天堂的湖光山色中一饱眼福，今后西湖内应少用机动游艇，以避免湖水污染。此后，得知西湖已在试用电瓶船时，他甚为欣慰。
要把首都的环境保护工作搞好
20世纪50年代，北京的官厅水库、密云水库、怀柔水库及十三陵水库等，在周恩来的直接关怀下规划并陆续建成后，极大地改善了北京的水资源和生态环境。然而，由于工业的迅猛发展，北京的烟囱林立，上空黑烟滚滚，环境污染严重。
在当时的中国，人们不愿也不敢承认中国有环境污染，认为那只是西方资本主义国家的顽症。而身为共和国总理的周恩来，则清醒地正视了北京乃至全国环境问题的严重性、紧迫性，一再提出“环保问题一定要有个人管起来”。他对北京地区环境保护工作先后作了十几次具体指示，反复叮嘱大家，“要为后代着想”，“要把首都搞成一个清洁的城市”。
在周恩来的关怀下，北京的环保事业在全国率先起步。1971年，万里主持召开了北京市环境保护工作会议，决定开展9个水系的水源保护和全市的消烟除尘工作。同年，北京市环境保护局的前身——北京市“三废”治理办公室成立。北京市环境保护科学研究所等监测机构也相继建成。
1972年3月，北京发生了一次水污染事件。在北京市场出售的鲜鱼有异味，吃了这些鱼的人，感到全身无力，出现头痛、胃痛、恶心、呕吐等中毒症状。卫生部门把这个情况向国务院作了报告。周恩来看了这份报告之后非常重视，立即指示要查清事件的原因、污染源，并商讨应对措施。国家计委、国家建委立即组成调查组，调查的结果是官厅水库的鱼受到了污染。污染源除来自宣化地区外，还有来自张家口、大同等地区的污水。调查组在当年6月向国务院写了一份报告。仅过四天，周恩来就作出批示，要求立即组织一个领导小组，下设办公室，开展对官厅水库的治理。
随后，由北京、河北、山西和中央有关部委组成了一个领导小组，万里任组长。官厅水库水源保护领导小组在作了详细、大量实地调查后，写出《关于桑干河水系污染情况的调查报告》。9月5日，国务院批转了这份报告，并作出批示，要求各有关部门和地区必须严肃对待此事，积极行动起来，根治桑干河的污染，一抓到底，不要半途而废。经过3年努力，到1975年测定时，官厅水库水质已经好转。1976年以后，水库水质基本接近饮用水标准。这项新中国历史上由国家进行的第一项污染治理工程，取得了圆满成功，为以后的环境治理提供了重要的经验。
1972年11月，74岁高龄的周恩来抱病登上了北海公园的白塔，在平台上俯瞰北京市容，了解北京市的消烟除尘情况，并当场对有关人员指示，有污染的工厂不要设在首都，要把首都的环境保护工作搞好。
对燕化公司的弄虚作假，周恩来非常生气
1971年10月9日，周恩来陪同埃塞俄比亚皇帝海尔·塞拉西一世参观北京东方红石油化工总厂。在参观过程中，周恩来与工人们亲切握手、交谈，显得格外高兴。在北京燕山石油化工公司（简称燕化公司）参观时，周恩来不时地观察燕化公司的上空。“你们这里没有黑烟吗？”周恩来在催化车间问。“燃烧得好就没有黑烟。不过有些废气没用上。”陪同的厂领导回答。“气都要用上。”他有力地打了个手势。在胜利化工厂，即现在的合成橡胶厂，周恩来看见远在山头的烟囱里冒出缕缕黄烟——氧化脱氢催化剂装置排放出的含氧化氮的尾气，不禁感慨地说：“黄烟，有毒。要把黄烟消灭掉。让祖国的天空是个晴朗的天空嘛！”
公司领导解释道：“准备配上甲烷把它烧掉。”周恩来指示道：“烧掉是下策，放空是下下策，应当把它综合利用起来。”在东方红炼油厂污水处理场，周恩来见到秩序井然的污水处理池、养鱼池、养鸭池、水稻试验田后，显得非常高兴。在稻田边，周恩来摘了一根稻穗递给外宾。陪同的厂领导在养鱼池旁介绍说：“这是用处理过的污水养的鱼，鱼能活，说明污水处理过关了。”周恩来叮嘱说：“你们把这个问题解决了，这是对世界上的贡献。这是个大问题，要超过世界水平嘛！”在送走外宾后，他又留下来一再叮嘱：“你们一定要消灭黄烟，污水处理要达到人能喝。”“综合利用是个大问题，要立志赶超世界先进水平。”
1972年9月8日，在邀集国家计委和各省、市、自治区负责人参加的“三废”治理座谈会上，燕化公司环保工作弄虚作假的事情被揭露出来。周恩来在会上说：“东方红炼油厂的工作不真实……”这时，有人插话并简单说明了情况。周恩来听后非常生气地说：“我不能理解，作为一个国家干部，一个解放军（指当时任厂领导的是一个‘支左’解放军），一个共产党员，为什么要弄虚作假。不仅欺骗了我们这些活人，而且欺骗了死人（指谢富治死亡前也以为东方红炼油厂治理污水已经基本过关）。”周恩来指示外交部：“在这个问题没有真正解决之前，再不要邀请外宾去东方红炼油厂参观。”当汇报到北京市“三废”污染严重时，周恩来指定燃料化学部等部门组织调查，写出书面报告。并指出，我们是社会主义国家，是为人民服务的，搞工业建设的同时就应解决工业污染这个问题，绝不能做贻害子孙后代的事。
根据周恩来的意见，燕化公司对有关问题组织调查，调查后写出了检查报告，并如实地作了检讨。当时养鱼并不是全部用处理后的污水，而是经常向处理后的污水里掺进一半左右的新鲜水；鸭子是在处理后的污水里放养的，但饲料是用新鲜水拌的；在接待外宾时，用买来的鸭子、鸭蛋、鱼顶替……报告还对以后治理“三废”提出了若干项措施，并在实际工作中切切实实地加大了治理污染工作的力度。1973年，治理工业污染取得了较好的成效，并研制成功了中国第一套采用催化还原法消除氧化氮的生产装置，使尾气中的氧化氮含量大大降低，消灭了黄烟，得到了国务院副总理李先念的肯定。
治理环境污染要“化害为利，变废为宝”
在20世纪70年代初，周恩来清醒地意识到了中国保护环境问题的紧迫性。他接连作出了许多有关发展环境科学研究和开展环境保护工作的重要指示，并亲自部署及参与了许多有关工作。他利用出席会议、会见各界人士及审阅文件、处理问题和去各地视察等机会，一再强调环境保护的重大意义。1970年12月，周恩来了解到一位日本环境公害问题专家正在我国访问，马上要求国家计委组织有关方面人员召开座谈会，请日本专家讲课，会后还关切地询问会议效果。
早在19世纪，西方国家就出现了因环境污染导致的诉讼案件。到20世纪中叶，环境问题已引起西方国家的高度关注。但由于意识形态等因素，一些人将环境污染完全归咎于资本主义制度的腐朽，认为社会主义国家不存在环境问题。甚至认为谁说中国有环境污染，谁就是给社会主义抹黑。对此，周恩来有不同看法。他认为，环境污染与社会制度的性质无关。如果我们不注意保护环境，同样会造成环境污染。
1971年4月5日，周恩来在接见全国交通工作会议代表时，谈到了环保问题。他指出：“在经济建设中的废水、废气、废渣不解决，就会成为公害。发达的资本主义国家公害很严重，我们要认识到经济发展中会遇到这个问题，采取措施解决。”1972年9月8日，周恩来在邀集国家计委和各省、市、自治区负责人参加的会议上，对治理“三废”问题作出指示：“我们在搞经济建设的同时，就应该抓紧解决这个问题，绝对不做贻害子孙后代的事。”他说：“资本主义国家解决不了工业污染的公害，是因为他们的私有制，生产的无政府主义和追逐最大利润。我们一定能够解决工业污染，因为我们是社会主义计划经济，是为人民服务的。”1973年，周恩来在接见一个外国经济代表团时指出，我们的外援工程，“要注意做好环境工作，保证不使土地、河流和空气遭到污染”，并指出：“如果我们社会主义国家不把这个优越性表现出来，那我们算什么社会主义国家？”
周恩来治理环境污染的一个重要思想，就是开展综合利用。他认为工厂排出的废水、废气、废渣，如果经过适当的处理，也可以把三害变成三利。据此，周恩来提出了“化害为利，变废为宝”的方针。综合利用，周恩来讲得比较多。他认为很多东西完全可以做到化害为利。比方说废水经过处理之后，至少可以灌溉，这个就做到化害为利了。根据周恩来的指示，国务院环境监测小组曾经在全国范围内对污水进行了一些治理，许多地方的确实现了这一条，污水经过适当的处理之后，变成了农田的一种水源，收到了很好的成效。联合国和许多国家在制定相关环保政策时，也大都强调综合利用，认为这是一条根本途径。
1974年3月31日，病中的周恩来主持召开中央专委会会议。在听取秦山核电站工程技术情况汇报时，他特别强调，核电站的设计建设，必须绝对安全可靠，特别对放射性废水、废气、废物的处理必须从长远考虑，一定要以不污染国土、不危害人民为原则。
1975年3月，刚刚做完手术的周恩来，就把有关方面的负责人请来谈云南锡矿工人的肺癌问题，使在场所有人都深受感动。在对自然环境的科学研究方面，他还曾对地质工作者指示，要把区域地质调查、地球物理探矿、地质实验工作、工程地质等各方面的工作都重视起来，也就是要解决好“环境地质”这个新的研究课题。
支持参加联合国首届人类环境会议
20世纪60年代末，西方发达国家的环境公害事件不断发生，一些国家的媒体开始报道公害事件的真相，引起了国际社会的广泛关注。1968年，根据瑞典的建议，第23届联合国大会通过决议，决定于1972年召开人类环境会议（即联合国第一次环境会议）。这是人类历史上第一次有关保护环境的全球会议。1972年2月，联合国秘书长瓦尔德海姆邀请中国参加。此时中国正值“文革”时期，在十分困难的情况下，周恩来还是决定组成30人的代表团参加这一世界性会议。周恩来指示：“要通过这次会议了解世界环境状况和各国环境问题对经济、社会发展的重大影响，并以此作为镜子，认识中国的环境问题。”
在确定代表团组***选时，相关部门开始拟就了以卫生部人员为主的名单，报送国务院审定。周恩来指出，环境问题不仅仅是个卫生问题，还涉及国民经济的很多方面，代表团成员还应包括综合部门的同志。根据周恩来的指示，最后确定的代表团成员来自计委、工业、农业、水利、卫生、外交等部门，团长为燃料化学工业部副部长唐克，副团长为国家计委副主任顾明，共计20多人。
为参加联合国首届人类环境会议，中国政府要按规定提交一份报告。周恩来在审阅报告草稿时，发现其中大讲中国取得的建设成就，而对公害、污染问题只字未提。阅后，他对起草人严肃地说：“还是实事求是嘛！我们也有环境问题，不好回避。西方环境不像你们讲的那么差，我们这里也没有这么好，污染到处都有，一些地区很严重。北京就有污水，冒黑烟。不能只把公害说成是资本主义制度的顽症。”周恩来不但对文件草稿提出具体意见，还亲自提笔修改。于是，在中国代表团提交大会的文件中，增加了“中国也存在环境问题”一节。
1972年6月5日，联合国首届人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩召开。此次大会共有183个国家和地区的代表团参加，102位国家元首与会。这是一次史无前例的大会，也是人类环境与发展史上影响深远的一次盛会。中国代表团对将由会议发表的《斯德哥尔摩人类环境宣言》草案提出10条修改意见，结果有3条写进了宣言，另外7条的观点也被一些条款吸收进去了。联合国人类环境会议后，中国环境问题引起党和国家领导人的重视。周恩来明确表示：对环境问题再也不能放任不管了，应当把它提到国家的议事日程上来。在周恩来的提议下，中国派出了城市建设考察小组到国外去考察。
防治环境污染要坚持“预防为主”原则
1973年8月5日至20日，在周恩来直接领导下，国务院在北京召开了第一次全国环境保护会议。会议召开之前，国务院环境检测小组作了一次全国性的调查，要求各省都要调查环保问题，还给各省设定了一些课题。汇总起来，环保问题比较突出的有以下几方面：第一是沿海，大连湾、胶州湾及上海、广州等沿海地区的海水污染较严重，其中海湾的污染已经非常严重；第二是城市的大气污染；第三是水污染；第四是生态破坏。上海是工业比较集中的城市，环境问题比较突出，大气污染、水质污染非常严重。周恩来在参加第一次全国环保会议上海小组讨论时说：你们喝喝北京的水，是不是比上海的水好啊。上海的人对上海的水质意见很大，有味道。黄浦江的污染不治理不得了。
周恩来认为，防治环境污染要坚持“预防为主”原则，不应该在环境污染发生后再去治理，而要积极主动地防止环境污染的出现。周恩来在第一次全国环保会议的讲话中，特别强调如何治理环境污染、怎样保护环境的问题。他指出，控制环境污染最有效的方法，应该是从方针上确定“预防为主”，而不是在污染问题出现后再去处理；对于出现了的一些问题，要马上解决。“预防为主”的方针，首先实施于卫生部门，现在应该把它推广到环境保护上来。他说：我们一定要重视环境保护问题。我国的工业化刚刚起步，我们不能走西方发达国家的老路，要避免出现环境污染的情况。我们应该从建设一开始，从产品、厂址、技术设备选择时，就注意环境保护。要考虑到建起来之后，对环境可能造成的污染和破坏。我们搞建设，一定要想到人民的利益，想到子孙后代，不要做对不起子孙后代的事情。
第一次全国环保会议研究了我国的环境状况，并将各部门反映的比较严重的环境问题集中登载在12期会议简报增刊上。周恩来看后，将简报批转给中央各部部长和各省省委第一书记（包括各自治区区委第一书记、直辖市市委第一书记）阅看，以引起相关领导的重视。这次会议虽然是在特殊的历史背景下召开的，但它标志着中国环境保护事业的开始，为中国的环保事业作出了应有的历史贡献。具体来说，这次会议取得了三项主要成果：第一，向全国人民、也向全世界表明了中国不仅认识到存在环境污染，且已到了比较严重的程度，而且有决心去治理污染。会议作出了环境问题“现在就抓，为时不晚”的明确结论。第二，审议通过了“全面规划、合理布局，综合利用、化害为利，依靠群众、大家动手，保护环境、造福人民”的32字环境保护方针。第三，会议审议通过了中国第一个全国性环境保护文件《关于保护和改善环境的若干规定（试行）》，后经国务院以国发〔1973〕158号文件批转全国。
据国家环保局的资料显示，仅1970年到1974年，周恩来关于环境保护的讲话就达31次之多。同时，他还是我国环境保护法制化的促进者，推动了中国第一部环境保护法规——《关于保护和改善环境的若干规定（试行）》的出台。
1973年8月制定的《关于保护和改善环境的若干规定（试行）》，明确规定了“三同时”制度，即防治污染和其他公害的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。这一制度是周恩来提出的“预防为主”原则的具体体现。此后，“三同时”制度成为我国防治环境污染的基本措施。1979年，《中华人民共和国环境保护法（试行）》对“三同时”制度从法律上加以确认。
在国发〔1973〕158号文件中，国务院要求“各地区、各部门要设立精干的环境保护机构，给他们以监督、检查的职权”。根据文件规定，在全国范围内陆续建立起环境保护机构。在周恩来的多次指示和督促下，从中央到地方相继建立起环境保护机构、环境监测和科研机构。1974年10月，经国务院批准，正式成立了国务院环境保护领导小组，由国家计委、工业、农业、交通、水利、卫生等有关部委领导人组成，余秋里任组长，谷牧任副组长，下设办公室负责处理日常工作。同年11月，重庆市成立了市环保局。这是我国出现的第一个环保局。
周恩来在晚年患病住院期间，仍一直关注着环境保护工作，多次作指示。他认为环境保护工作始终应该是一项综合性的系统工程，应搞好工业、农业、林业、水产、交通、卫生、城建、气象、海洋、地质等各个方面的协调工作。
第一次全国环境保护会议召开之后，中国的环保事业向前迈出了一大步。有关环境保护的法规先后出台，如《森林采伐更新规程》（1973年）、《工业三废排放试行标准》（1973年）、《中华人民共和国防止沿海水域污染暂行规定》（1974年）等。也就是从那时起，一批国外先进的环境监测仪器和设备引进国门。官厅水库的水质污染、包头钢铁厂的烟尘得到了有效的治理，连北京的垃圾桶都开始重新设计和设置。
中国首任环境保护局局长、曾参加过1972年人类环境会议的曲格平指出：“1972年，周恩来总理在国难当头之际，毅然派代表团出席联合国在斯德哥尔摩召开的人类环境会议，让闭目塞听的中国人走出国门，睁眼看看世界。这次会议无疑是一次意义深远的环境启蒙，使我们开始看到了自身的环境顽疾。1973年，在周恩来总理的亲自过问下，在北京召开了中国第一次环境保护会议。它犹如一声惊雷，惊醒了沉醉于‘风景这边独好’的中国人，使我们开始认识到自己国家所面临的环境问题的严重性。从此，中国的环境保护事业开始了艰难的起步。”