ב־24 בדצמבר קיבל צ'יאנג את ג'ואו לפגישה, שבסופה הבטיח צ'יאנג לשים קץ למלחמת האזרחים, להסכים להתנגד ליפנים יחד והזמין את ג'ואו לנאנג'ינג לשיחות נוספות. ב־25 בדצמבר 1936 שחרר ג'אנג את צ'יאנג ולווה אותו לנאנג'ינג. לאחר מכן, ג'אנג הועמד לדין צבאי ונידון למעצר בית, ורוב הקצינים שהשתתפו בתקרית שיאן הוצאו להורג.
במהלך מלחמת העולם השנייה.
כאשר בירת נאנג'ינג נפלה לידי היפנים ב־13 בדצמבר 1937, ליווה ג'ואו את הממשלה הלאומנית לבירתה הזמנית בווהאן. כנציג הראשי של המפלגה הקומוניסטית בהסכם ​​שיתוף הפעולה, ג'ואו הקים ועמד בראש משרד הקישור הרשמי של שתי המפלגות. בזמן שהפעיל את משרד הקישור, ג'ואו ביצע פעולות חשאיות בדרום סין, תוך גיוס פעילים קומוניסטים והקמת סניפי המפלגה בכל האזורים שבשליטת הקומינטנג
ג'ואו הצליח לארגן מספר גדול של אינטלקטואלים ואמנים סינים כדי לקדם את ההתנגדות ליפנים. האירוע התעמולתי הגדול ביותר שג'ואו ביים היה חגיגה של שבוע ב-1938, בעקבות ההגנה המוצלחת של טאייר-ג'ואנג. במקרה זה, בין 400,000 ל-500,000 איש השתתפו בתהלוכות, ומקהלה של למעלה מ-10,000 אנשים שרה שירים פטריוטיים. במהלך השבוע גייסו מעל מיליון יואן. ג'ואו עצמו תרם 240 יואן, משכורתו החודשית כסגן מנהל המחלקה המדינית.
ג'ואו הקים קשרים עם יותר מארבעים עיתונאים וסופרים זרים, ביניהם אדגר סנו, אנייס סמדלי, אנה לואיז סטרונג שרבים מהם נעשו אוהדים לעניין הקומוניסטי וכתבו על אהדתם בפרסומים זרים. מתוך אהדה למאמציו לפרסם את המפלגה הקומוניסטית בעולם החיצון, ג'ואו ארגן צוות רפואי קנדי ​​בראשותו של נורמן בתון, שיסע ליאנאן, וסייע לבמאי הקולנוע ההולנדי ג'וריס איינס בהפקת סרט תיעודי, ״400 מיליון איש״ .
כשחזר ג'ואו לצ'ונגצ'ינג במאי 1940, נוצר קרע רציני בין הלאומנים לבין הקומוניסטים. במהלך השנה שלאחר מכן התמוטטו היחסים בין שני הצדדים והביאו למעצרים והוצאות להורג של חברי המפלגה. היו ניסיונות סמויים של סוכני שני הצדדים לחסל איש את רעהו, מאמצי תעמולה שתקפו זה את זה, והתנגשויות צבאיות גדולות. החזית המאוחדת בוטלה רשמית אחרי תקרית אנאהוי בינואר 1941, כאשר 9,000 חיילים קומוניסטים של הארמייה הרביעית נכנסו למארב, ומפקדיהם נהרגו או נכלאו על ידי כוחות הממשלה.
ג'ואו הגיב לקרע בין הלאומנים לבין המפלגה הקומוניסטית הסינית על ידי הפניית למנהיגי המפלגה לנהל את פעולותיהם בסתר. הוא שמר על מאמצי תעמולה בעיתונים ועל קשר הדוק עם עיתונאים ושגרירים זרים. ג'ואו הגביר ושיפר את המאמצים המודיעיניים של המפלגה הקומוניסטית הסינית בממשלת נאנג'ינג. יאן באוהאנג, חבר המפלגה שהיה פעיל בחוגים הדיפלומטיים של צ'ונגצ'ינג, הודיע ​​לג'ואו כי היטלר מתכנן לתקוף את ברית-המועצות ב־22 ביוני 1941. תחת חתימתו של ג'ואו הגיע מידע זה לסטלין ב־20 ביוני, יומיים לפני תקיפת היטלר.
היחסים עם ארה״ב.
לאחר שהצטרפה ארצות הברית למלחמה נגד יפן ב-1941, פוליטיקאים ויועצים צבאיים אמריקאים היו במגע עם הקומוניסטים כדי לתאם את ההתקפות על היפנים. ביוני 1944, צ'יאנג קאי-שק הסכים לאפשר לקבוצת תצפית צבאית אמריקנית, המכונה "משימת דיקסי", לנסוע ליאנאן. מאו וג'ואו בירכו על שליחות זו וערכו שיחות רבות במטרה להשיג סיוע אמריקאי. הם התחייבו לתמוך בכל פעולה צבאית אמריקנית עתידית על אדמת סין, וניסו לשכנע את האמריקאים שהמפלגה הקומוניסטית מחויבת לממשלת אחדות הסינית.
ב־1944 כתב ג'ואו לגנרל ג'וזף סטילוול, המפקד האמריקני של זירת המלחמה בבורמה, בניסיון לשכנע את סטילוול בצורך של האמריקאים לספק את רצונם של הקומוניסטים בממשלה סינית מאוחדת לאחר המלחמה. ההתקשרות של סטילוול עם הממשלה הלאומנית בכלל, ועם צ'יאנג קאי-שק, במיוחד, הניעו את הנשיא פרנקלין רוזוולט לסלק אותו באותה שנה. מחליפו של סטילוול, פטריק הארלי, היה פתוח לפניותיו של ג'ואו, אך בסופו של דבר סירב לחבר את הצבא האמריקני עם הקומוניסטים, אלא אם כן תיתן המפלגה ויתורים ללאומנים, שמאו וג'ואו מצאו שאינם מקובלים עליהם. זמן קצר לאחר כניעת יפן בשנת 1945, צ'יאנג הזמין את מאו וג'ואו לצ'ונגצ'ינג להשתתף בוועידת שלום אמריקנית, אך הוועידה נכשלה ופרצו התנגשויות גדולות בין הקומוניסטים ללאומניים
חידוש מלחמת האזרחים.
לאחר כישלונו של המשא-ומתן, חודשה מלחמת האזרחים הסינית ברצינות. ג'ואו התמקד בעניינים צבאיים, תוך שמירה על אינטרס מרכזי בעבודת המודיעין. ג'ואו עבד ישירות תחת מאו כעוזרו הראשי, כסגן יושב-ראש הוועדה הצבאית של הוועד המרכזי וכרמטכ"ל הכללי.
כוחות לאומניים תפסו את ינאן במרץ 1947, אבל סוכני המודיעין של ג'ואו הצליחו להביא מידע שאיפשר לכוחות הקומוניסטיים להימנע ממאבקים גדולים ולהעסיק את הכוחות הלאומניים במערכה ארוכה של לוחמת גרילה שהובילה בסופו של דבר להשיג שורה של ניצחונות גדולים. בפברואר 1948, למעלה ממחצית כוחות הלאומניים בצפון-מערב הובסו. בינואר 1949 תפסו הכוחות הקומוניסטיים את בייג'ינג ואת טיינג'ין והיו בשליטה חזקה על צפון סין.
ב־21 בינואר 1949 פרש צ'יאנג מהממשלה הלאומנית, וגנרל לי זונגרן. ב־1 באפריל 1949 פתח בשורה של שיחות שלום עם משלחת של שישה חברי המפלגה הקומוניסטית הסינית. את הנציגים של המפלגה הקומוניסטית הסינית הוביל ג'ואו אנלאי.
המשא ומתן נמשך עד 15 באפריל, כאשר ג'ואו כתב גרסה סופית של טיוטת הסכם לשלום פנימי, שהייתה בעיקרה אולטימטום ללאומנים לקבל את דרישות המפלגה הקומוניסטית הסינית. ממשלה הלאומנית לא הגיבה לאחר חמישה ימים, ואמרה כי היא אינה מוכנה לקבל את דרישותיו של ג'ואו.
ב-21 באפריל הוציאו מאו וג'ואו הוראה להמשך הקרבות, הכוחות הקומוניסטים כבשו את נאנג'ינג ב-23 באפריל, בדצמבר 1949 כבשו את צ'נגדו, העיר האחרונה בשליטתה של הלאומנים על סין, ואילצו את צ'יאנג לצאת לטאיוואן.
המצב לאחר 1949.
לאחר כינונה של הרפובליקה העממית של סין ב-1 באוקטובר 1949, מונה ג'ואו לראש ממשלת מועצת המנהלים (שהוחלף מאוחר יותר על ידי מועצת המדינה) ושר החוץ. בתיאום בין שני המשרדים הללו לבין תפקידו כחבר בוועדה החמישית של הפוליטבירו, הפך ג'ואו לאדריכל מדיניות החוץ של סין, והציג את סין כחברה חדשה, אך אחראית, בקהילה הבינלאומית. בתחילת שנות ה-50, ג'ואו היה דיפלומט מנוסה ומכובד ומהפכן בכיר בתוך סין.
מאמציו הראשונים של ג'ואו לשפר את יוקרתה של סין היו כרוכים בגיוס פוליטיקאים, קפיטליסטים, אינטלקטואלים ומנהיגים צבאיים בולטים שלא היו קשורים מבחינה טכנית למפלגה הקומוניסטית הסינית.
אלמנתו של סון יאט-סן, סונג צ'ינג-לינג, שהייתה מנוכרת ממשפחתה והתנגדה ללאומנים במשך שנים רבות, הצטרפה בקלות לעזרתו ב-1949.
מלחמת קוריאה.
כאשר פרצה מלחמת קוריאה ב-25 ביוני 1950, ג'ואו היה בתהליך של שחרור מחצית מ-5.6 מיליון חיילי הצבא הסיני. ג'ואו ומאו דנו באפשרות של התערבות אמריקאית עם קים איל-סונג, וקראו לקים להיזהר אם הוא שואף לכבוש את דרום קוריאה, אבל קים סירב להתייחס ברצינות לאזהרות. ב־28 ביוני 1950, לאחר שדחפה ארצות-הברית את החלטת האו"ם לגנות את התוקפנות הצפון קוריאנית ושילחה את הצי השביעי ל"נטרל" את מיצרי טייוואן, הביקורת של ג'ואו הייתה על יוזמות האו"ם ועל ארצות הברית כ"תוקפנות מזוינת על שטח סיני".
ב-15 בספטמבר 1950 נחת מקארתור באינצ'ון, לא נתקל בהתנגדות קטנה, וכבש את סיאול ב-25 בספטמבר. ההפצצות הרסו את רוב הטנקים הצפון קוריאניים ואת רוב הארטילריה שלה. הכוחות הצפון קוריאניים, במקום לסגת צפונה, התפוררו במהירות. ב־30 בספטמבר הזהיר ג'ואו את ארצות-הברית כי "העם הסיני לא יסבול תוקפנות זרה, וגם לא יראו בעין יפה את שכניהם סובלים מפלישה אכזרית על ידי האימפריאליסטים".
כדי לגייס את תמיכתו של סטלין, נסע ג'ואו לאתר הקיץ של סטלין בים השחור ב־10 באוקטובר. סטלין הסכים בתחילה לשלוח ציוד צבאי ותחמושת, אך הזהיר את ג'ואו כי חיל האוויר של ברית המועצות יזדקק לחודשיים או שלושה חודשים כדי ללהיות מוכן לפעולה, ושום כוחות קרקע לא יישלחו. בפגישה שלאחר מכן, סטלין אמר לג'ואו כי הוא יספק לסין ציוד על בסיס אשראי, וכי חיל האוויר הסובייטי יפעל רק במרחב האווירי הסיני לאחר תקופה בלתי ידועה. סטלין לא הסכים לשלוח ציוד צבאי או תמיכה אווירית עד מרץ 1951.
ביוני 1951 הגיעה המלחמה למבוי סתום סביב קו רוחב השלושים ושמונה, ושני הצדדים הסכימו לנהל משא-ומתן על שביתת נשק. ג'ואו ניהל את שיחות ההפוגה, שהחלו ב-10 ביולי. המשא ומתן נמשך שנתיים לפני שהגיעו להסכם הפסקת אש ביולי 1953.
מלחמת קוריאה הייתה המשימה הצבאית האחרונה של ג'ואו, שהתמקד בעבודתו בוועדה המתמדת, במועצת המדינה ובענייני חוץ.
השכנים הקומוניסטים.
לאחר מותו של סטלין ב־5 במרץ 1953, יצא ג'ואו למוסקבה והשתתף בהלוויה של סטלין. מאו החליט לא לנסוע למוסקבה, אולי משום שאף פוליטיקאי סובייטי בכיר לא נסע לבייג'ינג, או משום שסטלין דחה הצעה להיפגש עם מאו ב-1948 (עם זאת, טקס אזכרה ענקי לכבוד סטלין התקיים כיכר טיאננמן בבייג'ינג עם מאו ומאות אלפים נוספים). במוסקבה זכה ג'ואו בכבוד רב מצד פקידים סובייטים, והורשה לעמוד עם מנהיגי ברית המועצות לשעבר - ויאצ'סלב מולוטוב, ניקיטה חרושצ'וב, ג'ורג'י מלנקוב ולברנטי בריה - במקום עם שאר הנכבדים ה"זרים" שהשתתפו. עם ארבעת המנהיגים האלה, ג'ואו פסע היישר מאחורי הארון של סטלין. מאמציו הדיפלומטיים של ג'ואו בנסיעתו למוסקבה זכה לתגמול זמן קצר לאחר שב־1954 ביקר חרושצ'וב בעצמו בבייג'ינג כדי להשתתף באירוע במלאת חמש שנים להקמתה של הרפובליקה העממית.