从1960年到1962年，连续三年出现了全国性的粮食供应紧张局面，甚至在一段时间里，北京、天津、上海和沈阳等大城市粮食库存告急，一般只能维持3至5天的供应，山东、山西、河南、安徽等重灾区每人每天只有几两原粮，导致出现浮肿病、非正常死亡等异常严重的情况。据国家统计局统计，1960年、1961年中国人口连续两年出现建国以来的第一次负增长。这样，及时而妥善地解决粮食问题，成为这一时期战胜困难、渡过难关的最关键问题。
在严峻的形势面前，周恩来毅然挑起了解决缺粮问题、战胜饥荒的重担。他深入基层了解实情，统筹全局，果断决策，努力寻找解决粮食问题的有效办法。
1960年夏，周恩来在中央经济会议上提出了“调整、巩固、充实、提高”的八字方针。同年11月3日，周恩来发出《关于农村人民公社当前政策问题的紧急指示信》，要求全党用最大的努力来坚决纠正“共产风”，恢复农业生产。
民以食为天，当时周恩来最关心、最忧心的就是各地粮食短缺问题。他想尽一切办法解决这个燃眉之急。当时周恩来身边工作人员回忆说：在三年困难时期，城市人民因缺乏粮食和副食品，普遍发生浮肿病，饿死了不少人，各地要粮食的电报像雪片飞来，堆满了周恩来的办公桌，使他难于应付。他只好要粮食部和铁道部准备好几列装着粮食的火车，哪里急需，火车就往哪里开。1960年下半年，周恩来为克服粮食调运难题多次与李先念、陈国栋、姚依林、叶季壮等人商谈解决办法，他还批准了陈云等人进口粮食的建议。据不完全统计，从1960年6月到1962年9月，在这2年零4个月的时间里，周恩来关于粮食问题的谈话和讲话就多达115次。
1961年，中共中央决定将调整工作的重心从农业转到工业方面来，为了摸清情况，在周恩来的领导下成立了由国务院各部负责人组成的专门研究工业问题的“十人小组”。当年3月15日至23日，周恩来在广州出席中共中央工作会议时特别强调：
“当前粮食情况仍然紧张，要使粮食过关必须采取三大措施，一是从各方面支援农业，大抓经济作物，实行机械化，求得增产；二是在全国特别是城市继续提倡节衣缩食；三是坚决压缩城市人口，争取1961年麦收到1962年底压缩一千万以上的人口回乡参加农业生产。”会上讨论和通过了《农村人民公社工作条例（草案）》（简称《农业六十条》）。6月12日，周恩来在中央工作会议上对修改后的《关于粮食问题九条办法》
再做说明，提议文件题目可改为《中央工作会议关于减少城镇人口和压缩城镇粮食销量的九条办法》，强调“今后三五年内，全国口粮仍实行低标准、瓜菜代的方针。”同年底，他约各位副总理研究1962年度计划时强调：“明年必须认真调整好，丝毫也放松不得，对各种不平衡关系，需要全面调整，综合平衡。”
1962年3月在全国人大二届三次会议上的《政府工作报告》中，周恩来明确指出：“在当前的国民经济调整工作中，恢复和发展农业生产是一个中心环节。没有农业的恢复和发展，就不可能有国民经济的协调发展”。他提出的1962年调整的十项任务的第一项就是“争取农业增产，首先是争取粮食、棉花、油料的增产。”4月28日，周恩来在出席中央财经小组会议时，再次提醒大家：“争取财政经济情况根本好转的关键，是争取尽快恢复农业生产，采取切实有效的措施，加强农业战线，加强农村基层工作。当前最急迫的措施，是要坚决缩短工业生产战线和基本建设战线，大力精简职工和压缩城镇人口。”
为发展农业生产，国务院不但增加了农业投入，还减少了粮食征购，减轻农民负担。并从增产农机具、化肥、农药、增加农业贷款等方面，加强各行各业对农业的支援。由于周恩来领导下的国务院和全国人民的共同努力，到1962年下半年国家终于渡过了粮食短缺难关。从1963年开始，全国经济形势好转，尤其是农业生产恢复发展迅速，到1965年全国农业总产值比1962年增长3７.2%，年均增长11.1%，粮食等主要农产品产量大体上都恢复到“一五”计划期间的最高水平，成为新中国历史上农业生产的第二个较快发展时期。
二、周恩来对国防科技工业和“三线建设”的领导
新中国成立后，周恩来对现代国防工业建设和高科技的开发研究十分重视，他是我国“两弹一星”研制工作最高领导者，也是60年代我国“三线”建设的直接指挥者。
早在新中国成立初期，周恩来授意在中国科学院组建近代物理研究所，主要任务是研究原子核物理和放射化学，并通过建立物理研究所、航空工业大学、聘任苏联专家来为航空事业奠定人才与技术基础。1952年他在召集航空工业建设会议时就提出，“今后，每年都应分配给航空工业一些大学生，再抽调一些老干部参加航空工业建设。我们要把这些工作抓紧、抓细、抓好。”1956年在周恩来提议下成立了主管原子能工业的第三机械工业部。
由于1960年中苏关系的破裂，苏联专家全部撤走，苏联停止了对中国原子能研究所所需设备和材料的供应。1961年1月31日，周恩来约国务院副总理、中央军委副主席贺龙、聂荣臻和第三机械部部长孙志远等讨论国防工业建设和科技发展问题。
当年春周恩来明确提出：“要集中力量，突破国防尖端，争取三年到五年过关。”1961年７月16日，中共中央做出《关于加强原子能工业建设的决定》，要求全国各地区、各部门进一步加强对原子能工业建设的支援。同年11月29日，中共中央批准罗瑞卿提出的成立国务院国防工业办公室问题的报告。1962年11月1７日，又成立了以周恩来为主任的中央专委会。该委员会主要任务就是加强我国原子能工业建设和加速核武器研制、实验工作以及核科学技术工作的领导。此后，到1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸实验成功这段时间里，周恩来亲自主持召开过9次中央专门委员会会议和若干次专委小会，及时解决了生产、科研和建设中的100多个重大问题。
为了促进我国国防科技尖端事业的尽快发展，周恩来多次听取各有关部门的汇报，就科技人员调配、技术设备引进和资金投入、保密措施等事项做出具体指示。
如其中，1962年11月29日，中央专委会第二次会议，周恩来针对核工业的薄弱环节决定：加强第二机械工业部的科技力量以及党和行政的领导力量，限令各有关部门、部队、高等院校和科研单位于12月底以前，为二机部选调各方面的人才500名，并调配1100多台仪器设备，从外国引进一些必要的技术设备。1963年周恩来多次听取聂荣臻、刘西尧、赵尔陆、刘杰等人的汇报，对二机部、三机部、五机部、化工部、科学院等部门的问题提出处理意见。这一年，周恩来批准了《一九六三年、一九六四年原子武器、工业建设、生产计划大纲》，并提出：“二机部的工作，要有高度的科学计划性，采取科学的态度和科学的方法；高度的组织纪律性，克服松、散、乱、慢的现象。”周恩来提出“三高”的要求，很快被贯彻到二机部及其他国防尖端部门，成为中国尖端事业队伍建设的长期指导方针。中国“两弹一星”研制的成功是与周恩来的亲自领导分不开的，正是由于周恩来从物力、人力、财力上给予重要支持和在思想、技术上的高度重视，才在最短的时间内将中国的国防技术推向世界尖端水平。
在精心领导国防科技尖端事业的同时，周恩来在60年代中期还亲自指挥了“三线”建设。1964年8月1７日和20日，毛泽东在中央书记处会议上两次提出，要准备帝国主义可能发动侵略战争。这次会议决定，首先集中力量建设“三线”，在人力、物力、财力上给予保证。周恩来在随后听取国防工办汇报时指出：关于一、二、三线的划分问题，除了攀枝花以外，我国周围各省都是第一线；各省相互来说又都有“二线”、“三线”；真正的“三线”是青海、陕南、甘南、攀枝花等地。按照中共中央的决定，周恩来亲自挂帅，迅速指挥各部门各地区展开了西南、西北“三线”建设的具体部署。“三线”建设总目标是要争取多快好省的方法，在纵深地区建立起一个工农业结合的、为国防和农业服务的比较完整的战略后方基地。
1964年，中央和地方安排的总投资为134亿元，“三线”建设投资为42亿元；初步安排大中型项目690个，“三线”占18７个。“三线”建设已经成为国民经济建设的重点。
作为西南“三线”建设的第一个战役，攀枝花钢铁基地的建设是在周恩来的直接领导下进行的。1965年1月７日，周恩来同意罗瑞卿、余秋里、薄一波关于把攀枝花铁矿资源的开发放在首位的意见。并在国家计委《关于鄂西地区铁矿资源情况的简报》上批示，还提议这一项目由王任重挂帅，计委、经委各抽一人为副。1965年1月19日，周恩来又在送阅的《攀枝花工业基地工作进展与问题》的报告上批示：“攀枝花成立特区政府仿大庆例，政企合一，成立党委、由冶金部党委为主，四川省委为辅实行双重领导。”
从1965年起，全国各地建设队伍陆续集中到“三线”地区，各种物资资源也运进内地。由于建筑材料急需供应和管理，国务院于1965年专门将原有的建筑工程部分为建筑工程部和建筑材料工业部，以满足“三线”建设对材料的大量需求。同时，中西部各地方政府也相应增设了专门负责和管理“三线”建设的行政机构和人员。
1965年2月26日中共中央、国务院做出《关于西南三线建设体制问题的决定》，成立西南“三线”建设委员会，以加强对“三线”建设的领导。据不完全统计，1964年下半年至1965年，在西南、西北“三线”部署的新建、扩建和续建大中型项目300多个，其中钢铁工业14个、有色金属工业18个、石油工业2个、化学工业14个、化肥工业10个、森林工业11个、建材工业10个、纺织工业12个、轻工业8个、铁道工程26个、交通工程11个、民航工程2个、水利工程2个，此外还有农业、商业、邮电、广播和教育等方面的项目。
“三线”建设是在中共中央和国务院领导下在全国中西部地区的13个省、自治区进行的一场以战备为指导思想的大规模国防、科技、工业和交通基本设施建设。
它成为中国中西部地区工业化的重要助推器，对改变西部地区经济和交通落后面貌有推动作用。
三、中国工业管理体制的初步改革及试办托拉斯
20世纪60年代中前期，周恩来在调整国民经济、狠抓农业和国防建设的同时，对行政管理体制也进行了初步的改革实验，这种探索集中体现在由周恩来主持的工业管理体制的改革与试办托拉斯上。
由于60年代中前期全党和全国人民认真贯彻执行了“调整、巩固、充实、提高”的正确方针，经济得到了比较顺利的恢复和发展，调整国民经济的任务基本完成。随着中央对地方权力的上收和政府管理职能的扩大，我国行政机关的数量又重新开始迅速增加。在强化中央集权的同时，国家也尝试对行政管理体制和企业经营体制进行了初步探索，1964年开始在全国试办了12个工业、交通托拉斯，探索工业管理体制改革的道路。
新中国成立后，我国学习并采取了苏联高度集中的计划经济管理模式，但政企不分的弊端日益明显。管理多头多级、政出多门，严重束缚了经济的发展。“大跃进”中一度尝试向企业放权，结果加剧了全国工业的混乱，1960年后，中央政府又将下放的权力陆续收回，高度集中管理的政治、经济模式不但没有改变，还有加强之势。
60年代初周恩来、刘少奇等国家领导人开始考虑试办托拉斯的问题，准备做一次体制改革的尝试。1963年8月，根据中央书记处的决定，成立了由周恩来、彭真、李富春、李先念、陈伯达等参加的工业发展问题起草委员会，就如何进行企业经营管理，为国民经济发展创造更多更好的条件进行研究和讨论。此后，中央决定借鉴西方工业发达国家管理企业的组织形式，在工业、交通部门将一些产品相同的企业或生产密切联系的企业组成的联合经营公司（即托拉斯式企业），以改善我国的工业组织管理模式，提高企业的经营效益，加快国民经济的发展。1963年9月，根据中央的部署，中央组织起草了《关于工业发展问题的文件》，将组织托拉斯视为工业管理体制改革的重要举措。
周恩来等中央领导人考虑的是用托拉斯来解决中央与地方在工业管理上的权限划分问题。为了促进试办托拉斯，1964年6、７月间，周恩来两次主持会议，讨论国家经委党组起草的《关于试办工业、交通托拉斯的意见报告（草稿）》，提出了重要的指导性意见。