作为中央政府的最高领导人，他深知只有科学才能兴国，只有发挥人才的作用才能使中华民族走向繁荣富强。他曾明确指出：“经济建设和文化建设，好像一个车子和两个轮子，相辅而行。我国要建设，干部、人才就成了一个决定性的因素。”为了加紧培养、使用国家建设需要的人才，“为了使全国教育工作者更好地团结起来，实现《共同纲领》所规定的教育改革的任务。”在新中国刚刚成立几个月后，周恩来就召开了全国高等教育会议。在会议上他发表了关于在新时期加强社会主义民主教育的讲话，阐明了理论与实际相结合的教育方针，指明了我国教育与人才培养的正确道路。
为了团结、信任和使用知识分子，让他们更好、更安心地为社会主义现代化建设服务。1956年1月4日，在周恩来的建议和组织下，中共中央召开了一次关于知识分子问题的会议，周恩来在会上发表了《关于知识分子问题的报告》，阐明了在全面建设社会主义新时期党和政府应采取的知识分子政策，阐明了科学是关系我们的国防、经济和文化各方面的决定性因素，并对知识分子问题进行了全面科学的阐述。
周恩来深知对于满怀爱国热情的知识分子来说，物质待遇的改善还是其次，他们最关心的还是国家对自己的政治认同和工作信任，他们非常期望能够得到自己的政治待遇。他在《关于知识分子问题的报告》中特别提到要消除对知识分子政治生活不关心的现象，要求各级组织要克服关门主义倾向，要有计划地吸收知识分子加入党组织，参与党内正常的政治生活。这次知识分子会议和周恩来的报告对加强知识分子队伍建设，制定我国科学远景规划起到了积极影响。
周恩来一贯重视知识分子，重视人才，对他们为国家所做出的重大贡献做出了正确的评价。他认为：一般从事自然科学研究工作的人，或多或少都有与自然界作斗争的认识。他们在事业上下工夫、费精神，目的是为人类扫除生存中的障碍，改善人类的物质生活和发展精神生活。学医的想把病人治好，学农的想把农作物病虫害消灭，学工的想把人类生活的物质基础搞得更好，学理的为着增加人类的科学知识，使世界文化水平更高。一般地说，科学家是不愿意利用科学知识来毒害人类的。他在帮助知识分子思想改造的同时，明确指出：“凡是为新中国努力服务的科学家都是朋友，都应该团结。为了实现和巩固这个团结，我们必须破除门户之见。”
在实施发展国民经济的第一个五年计划时期，周恩来适时提出要“在高级知识分子中间培养出大批的坚决为社会主义奋斗的红色专家”，为中国的工业化和现代化服务。
周恩来对于知识分子的重视和尊重，还表现在关心和尽量解决知识分子的物质待遇问题上。新中国成立初期，各项建设事业百废待兴，生产资料和生活资料相对缺乏，在这种情况下周恩来仍多次强调要保证知识分子的健康，他主张政府以有限的财政力量，尽力为知识分子改善居住条件、工资待遇，从生活方面给予他们周到的照顾。在60年代初国家经济极度困难的时期，为了保证国防科技尖端研制专家的生活条件，周恩来曾专门为这些专家的粮食和副食品供应情况开过会议，与各有关部门领导人对这批国家高级人才的吃、穿、住、行等问题逐项地研究、逐项地解决。
为尽快把我国建设成为社会主义现代化强国，周恩来不但重视我国自己培养人才，还善于发现和积极引进滞留在海外的人才。20世纪50年代，对于刚刚建立的新中国来说各项建设都急需专业人才，然而由于战争和各种因素的影响，有一批留学生和科技界人才都滞留在了国外。周恩来清楚地认识到帮助他们回国参加社会主义建设的必要性。努力想办法为国家引进这批人才。其中最具代表性的事例是帮助着名科学家钱学森回到祖国，使他在国防科技尖端产品的研制中充分发挥出聪明才智。
新中国成立前赴美留学的钱学森，主要从事火箭、导弹等航天项目的研究，在美期间他已经熟练地掌握了这些科学尖端技术，他曾写信给陈叔通表示过想回到祖国，用自己多年来学到的知识报效祖国。周恩来得知此事后，立即想方设法引进这一国家急需的杰出人才。日内瓦会议召开前，周恩来特意叮嘱代表团秘书长王炳南，在协商一部分美籍华人回国时，务必全力争取使钱学森回国。在周恩来的关注下，外交部就钱学森回国问题和美国先后进行了多次谈判，为了谈判成功，周恩来还下令释放了阿诺德等11名美国飞行员。钱学森回国后，周恩来亲自接见，并很快签署国务院令，任命他为国防部第五研究院院长，委任他领导新中国国防科技尖端事业。
钱学森的后半生都投入到这一重要的事业中并为此做出了重大贡献。
二、积极培养和大胆使用人才
在领导中央人民政府的各项工作中，周恩来非常重视人才培养工作，重视科教文卫各部门的建设，他认为这些部门可以也应该为社会主义建设积极地培养人才。
在他亲自起草的《中华人民政治协商会议共同纲领》中就明确规定：人民政府的教育文化工作，应以提高人民文化水平，培养国家教育人才为主要任务。为了更好地使各类人才服务于国家建设，他主张新中国的人才培养在数量、质量、门类和层次等各个方面都必须适应国家近期建设和长远建设的双重需要，我们培养出的人才必须是德、智、体全面发展，体力劳动与脑力劳动相结合型的全面人才。
新中国成立之始周恩来就清楚地认识到，我国正处于百废待兴的建设时期，由于多年来战争的破坏，学校基础相当薄弱，人才奇缺。他提出多路并进，积极调动各个方面力量加快培养人才的几点具体意见：一是兴办各类学校，培养高、中、初三级人才；二是调动各行各业培养人才的积极性，鼓励他们办学校、办训练班等；三是扫除文盲，普遍地提高劳动者素质。
对于教育部门的人才培育问题，周恩来主张多办各类学校，在保证学校教学质量的同时尽可能多招学生。学校应注意从门类和层次两方面加强人才的培养，以适应国家近期和长远建设的需要。学校在培养人才的过程中不但要注意多样化，还应注意人才的质量，制定出人才培养规划。当然，周恩来也清楚地看到，在国家大规模现代化建设中，各类人才急缺，单纯依靠学校教育是远远满足不了国家对于人才的大量需求的，因此在加强学校教育的同时，他强调还应充分调动各行各业培养人才的积极性，支持引导他们办学校、办训练班等。国家应根据实际需要，在兼顾人才质量的同时，在工矿企业和农场中以及各技术学校中附设各种业余性质的技术补习班或训练班，使正规的、速成的、业余的各种技术学校或训练班与正规的大中小学教育相配合，都得到适当的发展。在人才培养的门类方面，他认为“培养技术人才是国家建设的关键”，“高等教育和中等专业教育应该是实事求是地而不是主观地调整科系和设计专业，切合实际地改进教育计划、教学大纲、教材和教学方法。”从国情和实际需要出发，周恩来还提出了“可以创办中等技术学校，也可以考虑在大学中缩短一部分专业的修业年限。为了培养具有较高理论水平，能更好地解决实际问题，符合长远需要的专门人才，有必要使现有的大学整顿得更好一点。”
在人才培养的方法和内容上，周恩来坚持理论联系实际的原则。他认为，实际工作要有理论的指导，才不会盲目乱撞。但中国的人才培养不能把理论当做教条，不能不顾实际情况把理论拿来乱套。我们的教育不该犯脱离实际的教条主义错误，也不应该陷入没有理论指导的经验主义错误中去。不论是社会科学理论还是自然科学理论，都要坚持理论与实践相结合，这是非常重要的一点。我们培养的人才应把死的知识和活的知识、理性的知识和感性的知识结合起来。关于培养通才还是培养专才的问题，周恩来也做过深刻的分析，他指出“通才也好，专才也好，都需要理论与实际联系。通才与专才不是对立的，只是在学识的范围和程度上有一定的差别，而不是在理论与实际这一原则上有什么不同。”
周恩来不但重视培养人才，更重视大胆使用人才。对于刚刚成立的新中国来说，各方面人才的奇缺是一个非常严峻的问题。虽然绝大部分的知识分子已经站在共产党一边，为新中国的建设贡献力量，但在党内极左错误思想影响下，不少人对知识分子持怀疑和否定的态度，许多领导干部也对知识分子的性质和使用问题存在着认识上的偏差，他们错误地认为知识分子属于资产阶级，要老老实实地接受改造，接受无产阶级的“再教育”，要彻底脱胎换骨。甚至荒谬地认为“知识越多越反动”。