Ketika ibu kota Nanking jatuh ke tangan Jepang pada 13 Desember 1937, Zhou menemani pemerintahan Nasionalis pindah ke ibu kota sementara Wuhan. Sebagai wakil kepala PKT dalam perjanjian kerja sama nominal KMT-PKT, Zhou mendirikan dan memimpin kantor penghubung resmi KMT-PKT. Saat menjalankan kantor penghubung itu, Zhou juga mendirikan Biro Yangtze dari Komite Sentral. Berkedok hubungannya dengan Tentara Rute Kedelapan, Zhou menggunakan Biro Yangtze untuk menjalankan operasi klandestin di Tiongkok selatan, secara diam-diam merekrut mata-mata Komunis dan membangun struktur Partai Komunis di seluruh wilayah yang dikendalikan KMT.