（一）
1913年，周恩来从东关模范学校毕业。他将新的求学目标瞄准了清华学堂，这是一所用美国“退还”的一部分“庚子赔款”在北京建立起来的留美预备学校（1928年正式改制为国立清华大学），很有名气。1909年清政府成立了游美学务处，负责直接选派学生游美，同时着手筹设游美肄业馆。1910年11月，游美学务处向外务部、学部提出了改革游美肄业馆办法。其中提到，因已确定清华园为校址，故呈请将游美肄业馆名称改为“清华学堂”。12月，清政府学部批准了这个改革办法。由于清华学堂对学生英语要求特别高，加之对招收南方学生的名额有所限制，周恩来未能考取。
1913年2月，伯父周贻庚到天津任长芦盐运司榷运科科员。他经过与周恩来堂伯父周贻谦多次商量，认为周家晚辈中其他孩子的发展希望不大，只有周恩来还有发展的潜力。于是，周贻庚把父辈的爱和希望全部倾注在周恩来身上。不久，15岁的周恩来身穿一件褪色的蓝布长衫随伯父一起来到天津。到天津后，周恩来与伯父、伯母同住在河北区元纬路元吉里的一所小屋里。
此时的周恩来将求学的新目标定在天津的南开学校。为了能考个好成绩，他进入大泽英文算学补习学校补习功课，准备升学考试。经过3个月的紧张备考，8月16日，周恩来参加南开学校入学考试，考试科目有英文、国文、算术3门。国文是他的强项，他文思泉涌，一挥而就，字迹美观，卷面整洁。数学考试时，他演算迅速，很少出错。英文考试成绩稍差。最后，他以优异成绩被南开学校录取。8月19日，周恩来来到南开学校报到，被编在一年乙三班（后改为丁二班）。
南开学校学术空气浓厚，教学作风民主，并以管理严格而著称。该校是由严修（字范孙）、张伯苓两位爱国人士于1904年10月17日创办的，学制4年。学校的前身为私立中学堂。张伯苓担任这所学堂的监督，总管学校一切事务。学堂建筑物比较简陋，只是将严氏偏院稍微改造和整修了一下，变成两间教室和一间大罩棚。两间教室的面积差不多，都是长约二丈，宽一丈多，专供学生们上课使用；罩棚的面积则要大一些，计划用于召开全体学生大会，罩棚边上还陈列着严范孙、张伯苓从日本带回的以及王家捐赠的先进科学仪器和有关书籍，这在当时创办的中学之中并不多见。第一届学生一共有73人，年龄不等，所受的教育程度也不完全一样。于是，张伯苓就根据这些学生的实际状况将他们划分为甲、乙、丙三个班级。
1911年，不仅对于整个中国历史具有特殊的意义，就是对于张伯苓和他呕心沥血惨淡经营的私立中学堂而言，也有着某种非凡的意义。直隶提学使傅增湘饬令把天津客籍学堂和长芦中学堂并入私立第一中学堂。因此，原本拨给这两所学堂的经费也一并拨过来。这对于壮大私立第一中学堂无疑是件大好事。由于接受了公款，所以私立第一中学堂改名为公立南开中学堂，一是表明资金来源，二是表明学校所在地。所谓南开，就包含着位于天津城西南的一块洼地之意。
中华民国成立后，按照民国新学制的规定，公立南开中学堂改名为南开学校，原来的学校监督也改称校长，仍由张伯苓担任。关于学校的性质，张伯苓考虑再三，决定还是采取私立形式，认为私立学校可以少受一些束缚和干涉，而且不受政府更迭的影响，更能自主地发展。1914年，直隶工业专门学校与北洋法政学校两所附属中学也划给了私立南开学校，南开学校的规模进一步扩大，而学生的来源也越发广泛。学生已不仅仅局限于天津及其附近地区，全国各地的很多学生为南开学校优异的教学质量和新颖的教育方式所吸引，不远千里负笈前来求学，甚至连美国、南洋的华人和华侨以及朝鲜进步青年也慕名投考南开学校，学生人数急剧增加。据统计，1912—1916年，学校的学生人数从260人激增到近1000人，且来自全国的23个省区。校园面积更是不断扩大，已达到150亩，比最初的校园大了15倍。学校建筑越来越多，除了东楼和北楼之外，又相继建成北斋、南斋、西斋和浴池等。
那时，在南开学校的入门处，立着一面醒目的大镜子，镜子上方刻着南开学校创始人严修书写的“容止格言”：面必净，发必理，衣必整，钮必结。头容正，肩容平，胸容宽，背容直。气象：勿傲、勿暴、勿怠；颜色：宜和、宜静、宜庄。每个学生走进学校时，都要先在这面镜子前照一照，看看自己是不是符合上面的要求。“镜箴”主要从两个方面对学生进行了规范：对于学生的外表，要求学生衣着整洁，举止礼貌，有了一个好的面貌，学生的精神状态自然也会焕然一新；在内在气质上，学生要以一个平和的心态去学习，以一个平和的心态待人处世，不骄傲，不狂暴，不懈怠，果能如此，不仅气质上会面貌一新，而且道德涵养水平也会有很大提高。
短短几十个字的“镜箴”不仅印在了无数南开人的心中，也让周恩来自觉地以此规范自己的衣着、仪表和一言一行。1916年，周恩来曾撰《函索镜影》一文，该文记述了美国教育家格瑞里致函南开校长索取大立镜和“容止格言”的照片一事，文中写道：“我校事务室前所悬之大镜及上列格言，原为资警励全校师生之用。前次美人白崔克博士（Dr.Buttrick）来校参观时，睹之甚以为善，今格瑞里先生（Mr.Greene）致函校长，索斯镜之摄影，并请将格言译作英文，同行寄去，以为纪念。藉俟归美时公之彼邦人士。闻格言现已由周梦贤先生译就，影已摄好，想不日即可报命矣。”文章在一定程度上反映了周恩来的不凡风范与高雅气质。
（二）
周恩来进南开学校之初，生活费用由伯父供给。当时，学校每年学费36元，宿费24元，每月饭费要4—5元。他伯父在天津作为一位小职员，收入微薄，并不是每个月都能有钱给家里的。一年后，伯父返回沈阳，周恩来跟随伯母生活，一些必需的费用经常无法接济。家里的生活还要靠伯母编织一些小物件来补贴维持，所以他的学费常常不能按时缴付，吃穿都相当简朴。为了弥补费用的不足，他利用节假日和休息时间给学校抄些讲义或刻蜡纸、油印，挣一点儿钱来补贴饭费。为了节省开支，平时都在食堂里吃最便宜的饭菜，或者就干脆在校门外的小食摊吃一碗花不了几个钱的白水煮豆腐。那时的南开学校学生一般都有校服，校服是浅蓝色或灰色的长袍，里面配长裤。一般的学生在校穿校服，回家就可以穿自己的衣服。周恩来由于没有那么多衣服，夏天穿一件白大褂，冬天穿一件单薄的青棉袍，外罩只有那一件蓝长衫校服。他从小就爱整洁，衣服不管多破多旧，都要缝补整齐，洗得干干净净。每到星期天，他都自己动手把衣服洗好，夜里烘干，星期一又穿上它去上学。时间一长，那件长衫校服都发白了。周恩来生活虽然艰难困苦，可是他发奋读书的意志十分坚定。
民国初年，南开学校逐渐成为各地青年才俊的云集之所。周恩来深知到南开学习的机会得来不易，因此非常珍惜，读书极为刻苦用功，各门成绩一直名列班级或者年级前列。为此，他规定自己要做到5个不虚度：读书不虚度，学业不虚度，习师不虚度，交友不虚度，光阴不虚度。他自从来到南开以后，每天起床钟一响，就立即起床、跑步、做操，保持着在沈阳东关学校时锻炼身体的良好习惯。
在学习方面，周恩来在南开学校期间的学习成绩十分优秀，国文和数学的成绩尤为突出。周恩来当年上课的教室，班里同学的座位是按照学习成绩排名来坐的，学习好的同学坐在前排，他的座位在第一排。从1915年3月到1917年毕业的两年多时间里，周恩来获得了国文传观、化学考试第一，全校数学速赛、全校国文特试第一，默国文考试第一，全校习字比赛行书优秀奖等十多项荣誉，毕业时获得国文最佳奖。据南开学校《第十次毕业同学录》对周恩来的介绍：“善演讲，能文章，工行书。曾代表本班与学校辩论，于全校文试，夺得首席，习字比赛，复到其名，长于数学，往往于教授外自出新法，捷算赛速，两列前茅。”
周恩来的国文是强项，入学初期，国文成绩就有出色表现。由于南开学校对国文非常重视，班级几乎每两个星期就布置一次作文，给周恩来进一步提高国文的水平创造了有利的条件。周恩来在写作文时，文思敏捷，不打草稿，往往是提笔直书，一气呵成。他优秀的国文成绩，很快得到了国文老师张皋如的赏识，两人很快建立起深厚的师生友谊。张皋如平易近人，讲课内容丰富多彩，很受学生的欢迎。周恩来常于周末或假日等课余时间，结伴去张皋如先生寓所请教。南开中学至今还保存有1916年张皋如和周恩来等几位优秀作文获奖者的合影。
1916年5月，学校里组织了一次不分年级的作文比赛。那时全校已有学生800多人，各个班级推举出作文优秀的代表5人参加。卷子上的名字是密封的，由教师集体评阅。周恩来选的题是《诚能动物论》，在该文中，他挥笔疾书：“浩浩乎大地之上，集无量数生物分子以成人。人者，万物之灵也……然上下五千年，纵横十万里，其能以一己之所行所言，范围世界之人类，虔心信仰，莫余外者，尽得数人焉：儒之孔、西之耶稣、佛之释迦是也……”参与阅卷的老师都被这篇作文吸引住了，四位老师不约而同地对这篇文章给予如此之高的评价，张诗岑老师写下评语是：“以孔、耶、释之教诂题，大含细入，高挹群言。”张皋如先生读过之后，写道：“少陵所谓‘射人先射马，擒贼先擒王’，作者实得其妙诀。”马千里先生看过全文，写了如下评语：“通体用笔之遒劲，布局之缜密，犹征功候之纯。冠冕群英，断推此种。”程玉孙老师高兴而又细心地看完全文后，挥笔写道：“识见高超，理境澄彻。而通篇章法，复极完整合作也。”试卷批阅完后，全部交到校董严范孙的案头。他看过全文后，由惊转喜，挥笔写下四个大字：“全校之冠”。
周恩来的这篇《诚能动物论》被南开《校风》作为“代论”发表在第30期上。在周恩来所有的中学作文中，《诚能动物论》应该是写得最好，也是最著名的一篇。
周恩来的数学成绩也很好，心算比一般同学的笔算还快。《校风》上曾记载道：他的笔算速赛是48名参赛中最优者之一，代数得满分。
周恩来刚入学时，英语基础比较差。他努力学习，刻苦攻读，每天早晨起床和中午下午课余时间都用来学习英文。他勤学苦练、手不释卷。进入第二学年，他的英文成绩大为改观，甚至能读一些英文原著。在《南开毕业同学录》中的《周恩来小传》里这样记载：“初至英文非佳，嗣后发奋攻读，始同趋进步。”
由于周恩来品学兼优，入学第二年，以老师推荐，学校破例免去他的学杂费，成为全校少有的免费生，这种情况在私立学校是极为罕见的。
周恩来学习并不满足于课堂上的知识，他力求博学多识，读了很多课外书。其中有涉及中国历史方面的，如司马迁的《史记》、司马光的《资治通鉴》以及《汉书》《三国志》等，也有西方启蒙思想家卢梭的《民约论》、孟德斯鸠的《法意》、赫胥黎的《天演论》等。周恩来常常把他们的观点与中国古代思想家的观点结合在一起进行比较研究，从中得出有益的启示。
（三）
周恩来利用各种机会锻炼自己的口才，经常一个人对着镜子，一边背诵演说词，一边做各种手势，下功夫练习演说艺术。当时，天津各中等学校每年举行一次校际辩论讲演比赛。1914年和1915年，周恩来都被推荐为南开学校的三名代表之一。结果，南开学校连续两次荣获冠军。由于他的名气越来越大，1915年被选为学校演说会副会长。1916年10月3日，全校举行演说会，周恩来作题为《中国现实之危机》的演说，痛斥各地军阀武人干政，卖国求荣，致使教育停顿，经济凋敝，人民陷于水深火热之中，并指出这都是因为“政治不良”造成的。他向同学们大声疾呼：“天下兴亡，匹夫有责。”这篇演说名列优胜，后来在《校风》第45期上作为“代论”全文发表。
在南开学校学习期间，周恩来的思想进步很快。他坚决反对袁世凯的专制与卖国。他在南开学校的《校风》上发表文章，尖锐地指出，帝制与民主共和根本不能相容，“新旧不并立，冰炭不同炉”，要“使帝制罪魁尽诛，余党悉斥”。1915年5月，沉溺于皇帝梦的袁世凯，与日本帝国主义签订卖国的“二十一条”不平等条约。周恩来在聚会上以及与同学间的交谈中，不断抨击袁世凯的卖国罪行，激烈反对日本帝国主义强加于我国的亡国条约。6月6日，天津各界群众在河北公园（今河北区中山公园）召开救国储金募捐大会，周恩来发表演讲，指出卖国的“二十一条”使我国蒙受奇耻大辱，坚决反对袁世凯向英、法、日、德、俄等帝国主义国家借外债，并号召人民多集储金，振兴经济，促进文明，图强救亡，以雪国耻。
为了团结同学，锻炼自己的组织才能，1914年3月，周恩来与同学张瑞峰、常策欧等发起组织了南开学校的学生社团“敬业乐群会”，会名取“敬重学业，联络感情”之意。周恩来热心会务，约请严范孙亲自题写会名，负责起草会章。“敬业乐群会”的宗旨是：“以智育为主体，而归宿于道德，联同学之感情，补教科之不及。”该会还创办了会刊——《敬业》杂志。《敬业》于1914年10月创刊，周恩来任主编，每半年出版一期。周恩来在《敬业》创刊词中郑重指出：“吾辈生于二十世纪竞争之时代，生于积弱不争之中国，生于外侮日迫，自顾不暇的危急时间”，“安忍坐视而不一救耶！……天下兴亡，匹夫有责。”除此之外，周恩来在《敬业》上发表了不少论文、时评、随笔、纪事和文艺作品，表达了忧国忧民的爱国主义思想和反对封建反对军阀的民主革命精神。《敬业》于1917年6月终刊，共出版了6期。
“敬业乐群会”的组织章程严密，活动丰富多彩。该会下设智育部、稽古部、演说部和俱乐部，还有诗团、国文研究团、辩论团、军事研究团、演剧团、音乐团等。后来还办起图书室，定期举行学术报告会、茶话会，邀请中外名人来校演讲，在学生中的影响越来越大。该会还组织会员进行参观、郊游和旅行等活动。同学们常常来借阅进步书籍，讨论最关心的问题，唱歌和做其他事情。这个团体成了学校一个活跃的中心，会员最多时达280多人。特别值得一提的是，该会组织会员走向社会，接触实际生活。例如，1915年10月，“敬业乐群会”由周恩来出面组织了会员参观团，到天津的水产学校、高等工业学校及几所小学参观，了解当时的教育情况。参观后，他们就当时社会上流行的“教育救国”和“实业救国”的观点展开讨论。1916年5月，该会又组织了一次参观活动。在周恩来的带领下，同学们参观了农业实验场、工业试验厂和农事讲习所，接触到了一些近代工业的先进设备和技术。这些社会实践活动使周恩来和其他同学们了解到许多书本上没有的知识，感到收获很大。周恩来对“敬业乐群会”的发起和工作开展尽了极大的努力，但他却积极推举张瑞峰担任会长，自己担任智育部长，后来才担任副会长、会长。
在办刊方面，与周恩来有密切关系的另一个刊物就是《校风》。1915年8月30日南开学校校报《校风》创刊，为周报。《校风》由学生主办，每学期改选职员一次。1916年1月4日，周恩来被选为《校风》文苑部部长，3月兼任纪事类编辑，8月又被选为总经理兼编辑部纪事类主任。纪事类主要负责新闻报道。据统计，从《校风》第23期到38期，周恩来写的“纪事”和“新闻”类报道共280则（其中少数与同学合写），最多的一期达24则，最少的一期也有5则，一般在10则以上。内容丰富，视野广阔，多侧面地反映了五彩缤纷的校园生活，是周恩来写校园新闻的一个突出特点。其中，有反映校方在德育方面严格要求学生的新闻《规过新章》，有训练学生思维能力的新闻《辩论先声》和《劲敌当前》。南开学校重视体育，各种校内外体育比赛经常举行，在第23期《纪事》中，体育新闻占的比重较大，《鼓励体育》《赴京志盛》《营制教练》《来往频繁》《筐球比赛》《战书叠至》《藉资练习》《考试体格》等，都是关于体育方面的报道。此外，社团活动、同学会活动、级会活动等，南开学校也开展得有声有色。
（四）
周恩来在南开学校就读期间可谓多才多艺。他积极参加新剧的演出，新剧就是话剧。封建社会男女授受不亲，不能同校读书，更不能同台演戏。南开学校是男校，因此剧中的女角色都要由男生扮演，周恩来敢于冲破封建习俗的束缚，经常在剧中扮演女角色。他还在新剧团中担任布景部副部长。他多次参加演出，并在南开学校成立11周年的纪念会上演出新剧《一元钱》。在《一元钱》中扮演的女主角孙慧娟最受人称赞，轰动京津等地。尤其是该戏还被当时名噪一时的北京奎德社移植成文明戏上演，产生了一定的社会影响。周恩来不仅享誉南开，而且也闻名津门。在校期间，周恩来先后参加《恩怨缘》《老千全德》《华娥传》《仇大娘》《一念差》等10多个新剧的编导和演出。
周恩来认为，戏剧是唤醒和教育人民的最通俗的方式。他十分热心于新剧演出。刚入校时，他就参加了新剧《华娥传》的表演，饰演剧中女主角华娥。由于他英俊潇洒，颇具表演才华，反串女角儿更是婀娜动人，受到普遍好评，因此以后登台表演多饰演女角儿。1914年，南开新剧团成立，周恩来又成为剧团的主要成员。更为可贵的是，他除了登台演出之外，还承担了制作布景等幕后工作。因此，他受到了广泛的赞誉：“于新剧尤其特长，牺牲色相，粉墨登场，倾倒全场。原是凡津人士之曾观南开新剧者，无不耳君之名，而其于新剧团编作布景，无不赞助之功。”周恩来一直记着自己在南开求学期间这段男扮女装登台表演的经历，以至于若干年以后，当周恩来和张伯苓在重庆南开中学一起观看新剧时，周恩来突然说：“我对校长有个意见。”张伯苓不免一怔，周恩来接着十分风趣地说：“当年您不应该让我演女角儿。”惹得师生二人开怀大笑。
周恩来在南开的4年，可以说是全面成长的4年，也是才华初露的4年。通过勤学苦读，他成为了一个非常优秀的学生；而他又决不是一个一心“只读圣贤书”的学生。相反，他有着广泛的兴趣，表现出多方面的才能。他经常积极参加各种社团活动，曾组建或参与过的全校性及班级范围的团体就有近10个。在给朋友的信中，他曾言自己参加各种课外活动并从中获得了不少乐趣。
周恩来的品学兼优，才华出众，使张伯苓颇感欣慰，赞赏有加，称他是“南开最好的学生”。张伯苓曾邀请周恩来在学习之余到家里来畅谈家事、国事、天下事。师生二人从学校谈及社会，从社会问题谈到国家大事。有时，张伯苓还热情挽留周恩来一起吃饭，并让夫人亲自下厨给他做有天津特色的家常菜——贴饽饽熬小鱼儿招待他。
周恩来正直重义的人品、过人的才识，一直为校董严修所注目。在毕业后，他托人提亲，想招周恩来为婿。周恩来心情很矛盾，一天，他与曾同室两年的同学张鸿诰散步，两人反复权衡，周恩来认为自己是个穷学生，假如和严家结亲，前途一定会受严家支配。最后，他还是把这婚事推辞了。周恩来不愿意贪图现成的财富和安逸，要靠自己的努力选择未来，这也是一个有志青年所持的人生态度。
1917年6月26日，周恩来以优异的成绩结束了中学时代。在毕业典礼上，张伯苓安排周恩来代表毕业同学讲话，徐世昌亲自为他颁发毕业证书。周恩来还获得了“国文最佳奖”的金质奖章一枚。在南开学校的毕业证书存根上，记载着他的毕业成绩总平均为89.72分。毕业前夕，周恩来受全班同学委托负责编写同学录，周恩来的小传是由同学常策欧撰写的，文中对周恩来予以高度评价：“君性温和诚实，最富于感情，挚于友谊，凡朋友及公益事，无不尽力。”