1975年6月以后，周总理由于癌症的折磨，身体极度消瘦，体重只剩下30.5公斤。他清醒的估计到自己的生命还有“半年的时间”，但是他依然顽强的工作着，同邪恶势力进行着最后的抗争。
   6月6日，会见澳大利亚外交部长威尔希夫妇，8日，会见菲律宾总统马科斯一行，9日签署《中菲联合公报》，建立外交关系，9日下午，坚持参加“贺龙同志骨灰安放仪式”，情绪受到强烈冲击。6月16日，总理在写给毛主席的信中写到：“恢复好，消化正常，无潜血，但膀胱出血未断，癌细胞屡有发现，经与中央常委4人研究后，决定提前进行膀胱电疗。”又提到“我现在还禁（经）的起，体重还有61斤，务请主席放心。”当天凌晨总理接受手术治疗。仅仅一周后，恢复工作。7月23日，总理最后一次到人民大会堂，在南门接见厅伫立“迎客松”画前，沉思良久。8月26日，已经再次入院的总理在病床上会见了柬埔寨亲王西哈努克。
  总理住院期间，会见次数最多的中央领导是邓小平，7月初，经过毛主席批准，中共中央政治局的日常工作由邓小平主持。从那时侯开始，每隔几天他们就要见面一次。7、8、9三个月，两人谈话12次，此外，总理还经常约见叶帅、李先念、纪登奎、吴德、华国锋、汪东兴等政治局成员。
  9月以后，总理的病情急转直下，癌细胞扩散，医生禁止他参加一切外事活动和户外活动，4日的一份文件的批示中，字迹已经看的出总理的手有多么强烈的颤抖。9月7日，总理不顾医生的劝阻，坚持会见罗马尼亚党政代表团，这是总理最后一次外事活动，当谈到自己的病情时，他坦然又肯定的告诉客人：“马克思的请贴我已经收到了，这没有什么，这是自然法则，不以人的意志为转移。”他还告诉客人：“邓小平同志会接替我的工作，他很有才能。”这次会见总理只进行了15分钟。
9月20日下午，总理住院后的第4次手术，邓小平、邓颖超、李先念、汪东兴、张春桥等来到医院，他知道，这次手术的后果很难预料，为此，手术前他做了三件事。1、要工作人员找来1972年做的《关于国民党造谣污蔑地登载（伍豪启事）问题》的报告录音记录稿，认看后签上自己的名字。2、在生死关头他把对管理国家的全部希望寄托在邓小平身上了，进手术室的前一刻，他示意停下，问到：“小平同志来了吗？”邓上前后，总理吃力的握住他的手：“你这一年干的很好，比我强的多！”3、进入手术室时，总理大声说：“我是忠于党、忠于人民的！我不是投降派！”以表明自己在重大原则问题上遭受“四人帮”污蔑时的严整态度。在场的邓大姐要汪东兴将此情况转告毛主席。
为了减轻总理的痛苦，医生使用了安眠药和麻醉针（止痛），但剧烈的疼痛常使他浑身颤抖，总理即使在这样的情况下仍然表现出高度的自制力，术后在镇痛药也不能减轻疼痛的时候，他问医生张良佐“我很疼，很疼，能不能哼一哼，叫唤叫唤啊？”医生流着眼泪对他说：总理，您现在愿意怎样就怎样吧。
12月20日，对台工作的罗长青同志应约向他汇报近况，15分钟的谈话总理竟两次痛的说不出话来，最后进入昏迷。
1976年1月5日凌晨，医务人员为总理做了最后一次手术，“结肠造篓”以解决大便不通，但毫无结果，发出病危通知，7日，长时间昏迷的总理已经呼吸微弱，随时都会停止呼吸。深夜11时，弥留中的总理从昏迷中苏醒，他微睁双眼，认出守在他旁边的吴阶平大夫，用微弱的声音说到：“我这里没有什么事了。你们还是去照顾别的生病的同志，那里更需要你们……。”
这是总理留下的最后一句话

我们的好总理

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太玩命了。不知道现在还有没有这样的干部