年9月，任粮食部党组成员、办公厅主任兼基建局局长、工业局局长、粮食统购统销司司长、计划财务司司长兼储运局局长、研究室主任等职。1964年10月，调入外交部，任外交部赴外语学院工作队领导小组成员。1967年5月后，曾任驻坦桑尼亚大使馆临时代办，主持与坦桑尼亚、赞比亚就坦赞铁路进行协商。1972年6月5日，中华人民共和国与希腊共和国建交后，开始派遣驻希腊大使，周伯萍担任首位中华人民共和国驻希腊大使。然而未赴任不久，周伯萍就因为人生地不熟，而误入当时未建交的官邸，史称“雅典事件”，后毛泽东批准免于处分。1