周恩來出獄後，為進一步尋求救國救民的真理，他果然踏上了赴法勤工儉學之路。1920 年 12 月中旬，到達法國馬賽，第二年 2 月到布盧瓦學習法文，同時做為天津的《益世報》的旅歐通訊員，定期撰寫通訊報道寄回國內。
他到歐洲後不久給他表兄陳式周的信中，談到了為何赴歐的選擇。他說，“主要意旨，惟在求實學以謀自立，虔心考察以求瞭解彼邦社會真相暨解決諸道，而思所以應用之於吾民族間者。”
周恩來最為關注的還是對主義的選擇。出國之前在北京陶然亭中，覺悟社與少年中國學會、青年工讀互助團、曙光社、人道社的聚會上，李大釗曾特別強調主義選擇的重要性，“主義不明，對內既不足以齊一全體之心志，對外又不足與人為聯合之行動。”李大釗的話時常在他的腦海中迴盪，因此他對紛然而起各式各樣的主義之選擇，採取了慎之又慎的態度。後來他回憶此時的心態是“談主義，我便心跳”,在給他表兄陳式周的信中也說，“弟之思想，在今日本未大定，且既來歐獵取學術，初入異邦，更不敢有所自恃，有所論列。”“至若一定主義，固非今日以弟之淺學所敢認定者也。”
他認為，救國之路“有以保守成功者，如今日之英也；亦有以暴動成功者，如今日之蘇維埃俄羅斯也。”中國到底應走哪一條成功的道路呢？“若在吾國，則積弊既深，似非效法俄式之革命，不易收改革之效；然強鄰環處，動輒受制，暴動尤貽其口實，則又以穩進之說為有力矣。執此二者，取俄取英，弟原無成見，但以為與其各走一端，莫若得其中和以導國人。”由此觀之，周恩來仍在認真地探求救國救民之道，但尚未得出中國必須走十月革命道路的結論。
正因如此，他對一切主義都採取了“推求比較”的態度，決不盲目地輕易地認定一種主義。早在日本留學期間，他就開始認識馬克思主義，對馬克思主義的唯物史觀、階級鬥爭、剩餘價值等學說，都有比較深刻的認識，但此時卻仍然沒有確定其對馬克思主義的信仰。不能確定的原因是由於“人間的永珍真理，愈求愈模糊”，儘管他在模糊中有“一點光明”和“愈覺姣妍”之感，他還是下不了決心，還要“推求比較”，於是來到了世界資本主義最先進最發達的地區，也是馬克思主義的發源地——歐洲。
經過對歐洲社會的實地考察和對各種流派政治思潮的反覆“推求比較”，他認為，A-narchism 即無政府主義“容易流入空談”，將“物質與精神的關係沒能分得清楚”；Guild Socialism 即基爾特社會主義“近已見衰”；曾經盛行於法國的 Syndicalism 即工團主義亦屢屢碰壁，因為“政權在資產階級手中握著，生死的運命既由他們操著，工人哪有成功的希望呢?”所以，就連法國工人也拋棄了工團主義。
到 1921 年秋，周恩來終於作出了他自己一生中最重大的抉擇，即確立了共產主義信仰。他說:“我們當信共產主義原理和階級革命與無產階級專政兩大原則，而實現手段則因時制宜。”他在給覺悟社同志的信中說,“我認識共產主義確實比你們晚，一來因為天性富於調和性，二我求真的心又極盛，所以直遲到去年（指 1921 年）秋後才定妥我的目標。”作出這個抉擇，對周恩來來說，誠非易事。自從他在日本開始接觸馬克思主義，以後經過了五四運動的洗禮以及獄中半年的“思想顫動”，再經過對歐洲的實地考察和對各種新思潮的比較推求，前後歷經 3 年多時間的深思熟慮，才最後作出這個抉擇。正因為這個信仰的確定來之不易，於是他一旦下定決心之後，就不再有任何的反覆和遊移。
這一年,他由張申府和劉清揚的介紹，加入了中國共產黨。從此，他便將自己的一切都交給了共產主義事業，直至終生。就在他人黨後不久，從國內傳來覺悟社社員黃愛被湖南軍閥殺害的訊息，他悲憤地寫信給覺悟社，“黃愛這個死耗徹底堅定了我對共產主義的信念……我相信我將不會辜負死者。”“我認定的主義一定是不變了，並且很堅決地要為他宣傳奔走。”充分表達了一個共產黨員視死如歸、一往無前的堅定信時他在信中還附有《生死別離》一詩，詩中寫道：
壯烈的死，苟且的生。
貪生怕死，何如重死輕生。
生死別離，最是難堪事。
別了，牽腸掛肚；
死了，毫無輕重，
何如作個感人的永別!
沒有耕耘，哪來收穫?
沒播革命的種子，
卻盼共產花開！
夢想赤色的旗兒飛揚,
卻不用血來染他，
天下哪有這類便宜事?
周恩來認為，要奮鬥，就會有犧牲，如果死得英勇就不必考慮生命；要革命，就要去努力，“坐著談，何如起來行!”只要去嘗試去耕耘，一切都是可能的；反之，只渴望共產主義的果實，卻不去耕耘播種，那是不可能的。
