周恩来对城市建筑的指导思想是很有特色的，概括起来是六个字：实用、经济、美观。这个思想是早在1955年从第一汽车制造厂建造工人宿舍的问题引发出来的，周恩来说：“我们建的宿舍一般说是比较注重实用、经济，不大注重美观的。”但是，“近来听同志们说，工人不愿意去住那里的宿舍，因为不大适合工人的生活方式，虽然有洗澡间等等，由于太麻烦，又不实用，楼房又太高，工人感到不大便当”。接着，他对北京城市建设追求富丽堂皇的倾向，进行了批评和自我批评，他指出：“至于说到城市建设，北京应该批评，而且首先应该批评国务院本身。国务院领导下搞的北京饭店，那个大礼堂盖得富丽堂皇，猛一看，觉得不错；再一想，有点问题；过久了，就更觉得有问题。这一件事倒是一位缅甸的总理提醒了我，我很感谢他。在那个大厅里面，我请他吃饭，他问我：这个大厅是作什么用的？把我将住了。我说：大概有时开会用一用，吃饭用一用。马上我又说：我很感谢你，你启发我想到一个问题，就是使用率一定太低了。”“总之，城市建设，搞一个礼堂也好，一个饭堂也好，到底使用率如何，没有设想过。拿北京来说，很多礼堂闲在那个地方，旅馆，招待所闲在那个地方。可是，宿舍却不够。不合理的情况很多。最严重的，在城市建设上，就是讲华丽。”他明确指出：“我们现在讲建设，第一是实用，第二是经济，第三是在可能的条件下照顾美观。”城市建设这六个字的指导思想，既从国情出发，又为人民实际需要着想，是一个具有长远指导意义的方针。
1958年底至1959年初，在设计人民大会堂的过程中，周恩来在坚持“实用、经济、美观”的方针的同时，对设计人员鼓励他们解放思想，破除迷信，大胆创作，在建筑形式和艺术风格上，要古今中外，一切精华，皆为我用。并要求切实保证质量和安全。调动了各方面负责人、设计师、工程师的积极性和创造性，并发动大家各抒己见，百家争鸣，互相学习，取长补短。周恩来还亲自找持不同意见的专家深谈，听取他们的设计意见，也耐心进行诱导，使设计逐步获得共识。在建设人民大会堂实践中，周恩来还提出我们的建筑必须“以人为主，物为人用”，使享用它的广大人民群众感到心情舒畅、感到自己是建筑物的主人。为了解决人与建筑物的矛盾，周恩来还提出了“天水一色”的设计思想，他启发大家说：“人站在海边，看海不显远，看天不显得高，人并不显得渺小，这是什么原因呢？”说罢，周总理随手用铅笔画了一个不规则的扁圆形的顶栅图，启发大家在设计上利用这个视错觉。这一席话，打开了设计专家们的新思路，有些从事几十年设计的老专家豁然开朗，倾心折服。所以，人民大会堂的内部设计成“天水一色”的形状，使人感觉既不压抑又不空旷，能容纳万人，整个礼堂的构造、装饰和色彩的有机结合，形成朴素、明朗、大方的气氛。人民大会堂的建筑风格和特色深深铭刻着周恩来的建筑思想和智慧光芒。
六、创建国防尖端事业，推进科学技术现代化
众所周知，旧中国经济的贫困与科学技术的落后是一对孪生兄弟，国弱民穷持续了一个世纪左右。新中国成立后，在周恩来的亲切关怀和组织领导下，我国工业和科学技术逐步摆脱落后状态，走向现代化、走向世界；我国国防尖端科技事业从无到有，原子弹、氢弹的爆炸，核潜艇下水，导弹、人造卫星上天，从而加强了国民经济的物质基础和国防力量，极大提高了我国的国防地位。他所建立的不朽功勋，全国人民永远不忘。
第一，他善于集思广益，精心指导制订我国第一个和第二个科学技术发展十二年规划。1956年，他提出制定规划的指导思想，要根据世界科学已有的成就来安排和规划我国的科学工作，争取在第三个五年计划时期末，使我国最急需的科学部门接近世界先进水平。组织了600多位专家参与规划制订，进行了广泛的讨论。周恩来特别注意听取各方面科学家的意见，尤其是不同的意见。在这个基础上，确定我国第一个科学技术发展十二年规划（1956—1967年）的方针是：重点发展，迎头赶上。选定了57项重要任务。根据国际上科学技术发展的趋势和我国的具体条件，周恩来还在规划中果断地对原子能、喷气技术、计算技术、半导体、电子学、自动化技术等工作方面采取了紧急措施。他在注意新兴技术和应用科学发展的同时，非常重视基础科学研究，他指出：“如果我们还不及时地加强对于长远需要的理论工作的注意，那么，我们就要犯很大的错误。没有一定的理论科学的研究作基础，技术上就不可能有根本性质的进步和革新。”在周恩来的直接指导下，十二年科学技术发展规划增列了《现代自然科学中若干基本理论问题的研究》，以后又在这一基础上专门制定了基础科学研究规划。周恩来高瞻远瞩，深刻理解科学技术的发展规律，使我国科学技术发展少走了不少弯路，而且取得了较快的发展。为了发展我国的核武器，我国几乎没有这方面的专门人材，但由于我国有了一批有较深造诣的理论物理学家，所以才能使我国核武器的发展取得较快的成功。在“文革”后期，周恩来对科学院的同志说：“为了发展核武器，当时从科学院抽调了一批做理论工作的同志，现在可以还给你们，以加强基础理论工作。”足见理论工作的重要和周恩来的远见卓识。
由于1956—1967年我国科学技术发展规划的方针正确，措施具体，组织落实，十二年规划提前5年基本完成。从而有效地解决了我国国民经济建设和国防建设中的科学技术问题，使我国建立起一批重要研究机构，形成了自己的科研体系，我国科学技术水平提高了一步，缩小了与世界先进水平的差距。
根据党中央提出我国努力争取实现农业、工业、国防和科学技术现代化的伟大任务后，1962年2月国家科学技术委员会在广州召开全国科技工作会议，讨论制定第二个十年全国科学技术规划。周恩来出席了这次会议，并作了重要指示。经过一段时间的准备于当年底开始组织编制《1963年一1972年科学技术发展规划》（即“十年规划”）。这个规划是在“大跃进”之后，我国国民经济遭受了严重的困难，以及苏联单方面撤走专家，撕毁协议的情况下制订的。尽管客观条件有些不利方面，周恩来积极鼓励科技人员要有雄心壮志，要有科学的态度，在1963年1月上海市科学技术工作会议上进一步指出：要“把我们祖国建设成为一个社会主义强国，关键在于实现科学技术的现代化。实现科学技术现代化的主要要求是：实事求是，循序前进，相互促进，迎头赶上”。《十年规划》突出之点是及时把刚露苗头的新兴学科如激光增列为重点项目。激光在我国得到较好的发展，它的应用将会带来多方面的技术革新，可能还会导致技术革命。周恩来领导制订科学技术发展长远规划（即《十年规划》）在当时是一个创举。在规划制定后，周恩来多次亲自召集各有关部门、科学人员和领导干部开会讨论，组织协作，检查进度，攻克一个个难关，部分地实现了规划的要求。可惜《十年规划》实行不到5年，由于十年动乱，被迫停止了。尽管历史发生了暂时的曲折，但是，周恩来指导我国科学技术工作所制订的规划以及它的实施所积累起来的成功经验，对我国实现科学技术现代化是一份不可多得的财富。
第二，他呕心沥血，创建我国国防尖端科技事业。共和国刚刚诞生，美国政府依仗手中的核武器，妄图称霸全世界。面对帝国主义的核讹诈和核威胁，党中央、毛泽东和周恩来都强调指出，一定要急起直追，掌握原子弹。毛泽东还说过：我们要有原子弹。在今天的世界上，我们不受人家欺负，就不能没有这个东西。而周恩来则为党中央迅速作出创建我国原子能事业的重大战略决策做了许多奠基工作。（1）是让科学家在国外采购了一些核仪器设备和图书资料，中国近代物理研究所用这批仪器资料以及我国科学家自己制造的一批核科学技术实验设备，在20多个学科领域开展了研究工作，培养了一批科研骨干，获得了一定的科研成果，为创建我国核事业在科学技术上做了基础准备。（2）周恩来十分关注我国铀矿资源的勘察工作。在国务院第三办公室下设地质部普查委员会第二办公室，开始我国铀矿资源的开发工作，为我国核工业提供了物质技术条件。
1955年1月15日，毛泽东亲自主持召开中共中央书记处扩大会议，讨论中国发展原子能事业问题。周恩来、刘少奇、朱德、陈云、彭德怀、彭真、邓小平、李富春、薄一波等参加会议。会议认为，我国铀资源经过进一步勘探，一定会发现更多，核科学研究也有了一定基础，发展原子能事业的基础条件已经具备。毛泽东在会上讲话指出：这件事总是要抓的。现在到时候了，该抓了。只要排上日程，认真抓一下，一定可以搞起来。中央书记处作出了发展原子能事业的战略决策，揭开了中国核工业建设的帷幕。
根据中央的决策，原子能利用被列为1956年至1967年12年科学发展的远景规划中第一项重点科学研究任务，摆在很突出的地位，这就开始了我国核事业的起步。在当时的历史条件下，周恩来亲自领导正确处理了自力更生和争取外援的关系。即：当苏联政府表示愿意对中国发展核事业提供科学技术和工业援助的时候，我们就不失时机千方百计争取这种援助，同时又十分注意发展壮大自己独立的科学技术实力；而当苏联毁约停援的时候，我们又迅速地组织实现了全面自力更生的大转变，在周恩来精心组织和指挥下，我国第一颗原子弹的研制和爆炸试验成功就是明证。
1959年6月，苏联单方面撕毁关于援助中国研制核武器的协定，1960年8月，在二机部工作的全部苏联专家撤走，并带走了重要图纸资料，此后设备材料的供应也全部停止，给我国正起步的核工业造成巨大损失和严重困难。有些外国人幸灾乐祸地说，这是对中国核工业的一个“毁灭性打击”，断言我国核工业“处于技术真空状态”，武断地说中国“20年也搞不出原子弹来”。历史给嘲笑者一记响亮的耳光。党中央及时地组织全面自力更生进行核工业建设的大转变，在周恩来的具体指导下，自1961年到1962年上半年，经过核研制和生产的广大科技人员、工人和领导干部的共同努力，核工业建设和核武器研制取得了很大进展，闯过了最艰难的一关。在此基础上，1962年11月，党中央、毛泽东批准了争取在1964—1965年进行第一颗原子弹试验报告，并决定成立以周恩来总理为主任、由副总理贺龙、李富春、李先念、薄一波、陆定一、聂荣臻、罗瑞卿，以及国务院、中央军委有关部门负责人共15人组成的专门委员会，加强对核武器研制和核工业建设的领导，以加速实现原子弹爆炸试验计划。
中央专门委员会从成立到1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功的两年间，周恩来亲自主持召开了9次会议，及时解决生产、科研和建设中的100多个重大问题。周恩来主持的中央专委有7位副总理和7位部长，形成一个权威性的空前庞大的协作体系。据统计，这个时期，共有26个部、委（院）和20个省、市、自治区的900多家工厂、科研机构和大专院校联合起来，拧成一股劲，共同为第一颗原子弹的研制进行科技攻关、设备制造和材料生产，解决了近千项的重大课题，充分显示了社会主义的无比优越性。第一颗原子弹在1964年10月成功爆炸，在国内外引起了巨大反响，中华民族精神为之大振，世界友好国家和人民，纷纷向我国表示热烈祝贺和同情支持，普遍认为中国有了原子弹，使世界力量对比发生了变化，从而使亚洲和世界和平获得更有力的保障。
第一颗原子弹爆炸试验成功后，周恩来适时提出研制氢弹的安排考虑。有关部门负责同志认为估计需要三五年时间。周恩来说：5年是不是太慢了。的确，从原子弹到氢弹是一个质的飞跃。实现这个飞跃，美国用了7年零4个月，苏联用了4年，英国用了4年零7个月，法国当时正在研制已用了4年多的时间，还没有搞成功。在当时，各国对研制氢弹的技术都是严格保密的。根据周恩来总理指示精神，有关部门认真分析了我国核工业建设和核武器研制工作的形势，认为氢弹研制的技术难度很大，但有利条件也很多，找到了研制氢弹的技术、理论的关键问题，经过反复论证，二机部向中央专委呈报了《关于加速发展核武器问题的报告》。1965年2月3日和4日，周恩来主持第10次专委会会议审议并批准了这个报告，决定：“力争于1968年进行氢弹装置的爆炸试验。”广大科技人员下决心抢在法国前头实现氢弹爆炸试验，也就是要在1968年或这之前突破氢弹技术。这个目标的实现是可能的，但也是很不容易的。必须下番苦功夫方能达到。