休会期间，周恩来向各党派、国民党内的民主派和文化界、新闻界、产业界、妇女界等代表广泛解释了中国共产党的主张，说明导致谈判陷入僵局的真相。
国民党方面，尤其是参加谈判的代表也着急。因为这次谈判已为举世所瞩目，如果谈判破裂或无结果而散，他们如何向国内外作出交代？谈判中断刚三天，张群就在参政会举行宴会，将周恩来、王若飞及一些中间力量的代表人物请来，表示军队问题基本上已有结论，现在商量政治问题和解放区问题。
２７日重开谈判后，进展比前一阶段就顺利多了。
到１０月１０日，双方终于在曾家岩桂园客厅里签订了《国民政府与中共代表会谈纪要》，这个《纪要》是周恩来整理的，它不仅把双方已一致同意的内容在文字上确定下来，对没有取得一致的问题也分别作了各自的说明。这种形式，在２７年之后的中美《上海公报》中再次得以运用，被参加谈判的中外人士称为周恩来的杰作，神来之笔。
在《会谈纪要》上签字的有中共代表周恩来、王若飞和国民党代表王世杰、张治中、邵力子。以后被称作“和平老人”的邵力子，在签字仪式后说：“此次商谈得以初步完成，多有赖于毛先生之不辞辛劳。”毛泽东从楼上走下来，同在场者一一握手，表示祝贺。当夜，毛泽东又在周恩来、王若飞陪同下，到山洞林园同蒋介石长谈了一个晚上和一个早晨。毛泽东告诉蒋介石，他回延安后，周恩来、王若飞仍留在重庆同国民党代表进行商谈，使《纪要》还没有解决的问题能在召开政治会议以前得到解决。
谈判期间，每天晚上，毛泽东从桂园回来后，周恩来都要来到毛泽东的房间，和王若飞、胡乔木一起研究当天谈判的情况，揣摩国民党代表的心理，把握谈判的动态，制定有关的政策。他们研究得很深很细，不放过任何一个细节，一谈就是大半夜。研究完谈判之事后，周恩来回到自己的屋子里，起草电报或文稿，安排毛泽东第二天的活动，处理一些要事。毛泽东则在自己的房间里思考下步的工作。
突发的“李少石血案”
这期间，１０月８日，即毛泽东返回延安的前三天，发生了一件不幸的事情。
那天晚上，毛泽东、周恩来到军委会礼堂，参加张治中为欢送毛泽东回延安举行的鸡尾酒会。酒会后，在礼堂看戏。蒋介石也偕夫人宋美龄前来助兴。台上正在演《三叉口》，副官摸黑进来，在周恩来耳边嘀咕了几句，一向镇静的周恩来顿时一怔，随后静下来，对坐在前面的毛泽东轻轻说了声：“有点事，我出去一下。”他把毛泽东的警卫员陈龙叫到一旁，严肃吩咐：“没有我的命令，你一定不要离开主席！”
陈龙知道事关重大，马上眼睛不离毛泽东，戏台上在演什么他根本不知。
“你把详情说说。”在周恩来焦急目光的逼视下，副官尽量将事情经过讲仔细：
八办的秘书李少石在乘车外出途中，遭国民党士兵枪击，伤势严重，已送入市民医院抢救。李少石是廖梦醒的丈夫，廖仲恺的女婿。周恩来立即叫上宪兵司令张镇，严厉地问：“刚才接到报告，我的外事秘书李少石，从沙坪坝坐汽车回曾家岩的路上，被你们的兵用枪打死了，你知不知道？是否有计划的暗杀？”
张镇一听，也大吃一惊，立正报告：“我不知道此事。”
“那就请你负责立即查明真相。”周恩来想了一下，又说：“你要用你的人格，来保证今晚毛泽东主席的绝对完全！”
张镇绷紧脸答道：“一定，一定！”
说着，周恩来带上张镇和八办处长钱之光，一起赶往金汤街重庆市民医院。这时李少石已因流血过多去世了。周恩来难过地流下眼泪，悲痛地说：“２０年前，在同样的情况下，我看到你的岳父廖仲恺先生遭反革命暗害，其情景历历在目，不料２０年后，又看到你这样！”
他回身看到张镇也是一副难过的样子，再次责令他：“这件事你要负全责调查清楚，严加侦察，缉凶归案！”考虑到晚会快要结束，周恩来又对张镇说：“晚会结束后，请你负责保护毛主席的安全，他坐在你的车上，你亲自送到红岩八路军办事处。”张镇立即答应照办。
他的目光又在病房里搜寻着，问：“廖梦醒呢？快去车接她！”
廖梦醒正准备就寝，来人咚咚敲门，说是周副主席请她马上去。她对女儿说了声：“妈妈去一下就回来，你乖乖地自己睡。”来人带她走得飞快，她刚说了句：
“周副主席待我多好，有事还派车子来接我！”后面的同志带着哭音喊她：“快走吧，你别说了。”这时她才觉出异样。到了医院，她登上楼梯时几乎跌倒，龚澎急忙扶住她。她一进病房，满眼只看见鲜血，一盆盆的血水，一球球的血棉，知道不好。
有人把盖在李少石脸上的毛毯揭开一角，她一下扑上去，他已经冰冷了……
一切安排妥帖后，周恩来又驱车赶回剧场，轻轻坐回原来的位置，一直默默等到京戏演完。毛泽东离座后，张镇按照周恩来的要求，用他的车将毛泽东安全送到红岩。——这件事周恩来一直记在心里。直到周恩来担任共和国总理后，他还多次对负责统战工作的罗青长、童小鹏说：“将来台湾解放，对张镇在重庆谈判期间的这一功劳，一定不要忘记。”
周恩来还给戴笠去电，要他迅速查办此事。同时，他也将情况电告了蒋介石。
蒋介石一听，大为光火，立即将戴笠招来。此时此刻，他并不想招惹是非。他对着戴笠训斥道：“我再三严令，要你安排好毛泽东先生在渝的安全保卫措施，嗯，你，你……”蒋介石从口袋里掏出条白手帕，拭了一下沁出细汗的额头，指派戴笠：“你和张镇立即向毛泽东、周恩来当面请罪，汇报肇祸实际情况。派经国去医院慰问，察看实情，以后更要提防，谨慎小心。”
戴笠转身去办。
蒋介石担心的是由此可能传出谣言，使他陷于被动。因李少石的遇难，发生在毛泽东在重庆期间，又恰恰在红岩村附近的路上，司机将李少石送到医院后又不知去向，使人不能不怀疑是国民党特务所为。甚至已有传言，说特务本来是要暗杀周恩来，因李少石的眉毛粗黑酷似周恩来，把李认作周恩来错杀了……蒋家与廖家早年在广州私交甚笃，蒋介石常常住在东山廖家。只是后来廖仲恺遇刺，“四一二政变”后，两家在政治上有了分歧，不相往来。直至抗战事起，廖夫人何香凝才在重庆同蒋介石见面。各种传说不胫而走。
连八办内部也是疑虑重重。大多数人都认为此事同毛泽东的安全有关。有人喊起来：“这是政治暗杀，是国民党下的手！找蒋介石算账去！”周恩来面色严峻地听着大家发言。一个刚参加工作不久的年轻人怯生生地说：“我有一点不清楚，为什么事情发生后我们的司机（临时雇来的）就自己跑掉了？”他的话一出口，众人一齐围上来，说他没有立场。周恩来制止大伙：“这有道理。你再说说。”
小伙子说说停停：“在我们四川有时司机开车很快，尤其是重庆，坡陡弯多，不小心把国民党士兵碰了，喊停不停，士兵举枪就打，会不会是这个缘故？”
周恩来想了一下：“这有点道理，要研究一下。”正说着，副官报告说凶手捉到了。周恩来起身就去打电话。宪兵三团团长就是原来给蒋介石清洗假牙的张醴泉，他将肇事士兵抓获后，即接到张镇的命令：“委员长要亲自审讯！”张醴泉刚要出屋去办，周恩来的电话来了：“听说凶手抓到了，请将人立即押送八办，由我们处理。”
张醴泉左右为难，只好谎称：“哎呀，您的电话晚来了一步，五分钟前蒋先生已经把人提走了，真对不起。”
周恩来将电话重重地叩上。张醴泉是黄埔六期毕业，后来做到了陆军司令部少将参谋、徐州警备司令部代理司令，１９４９年任西南第二纵队司令时率部起义。他对此事长年负疚于心，常对人说：“我平生只做了一件亏心事，我不该欺骗周恩来先生。”
事后经过调查，确如那位年轻人说的，当李少石乘坐的汽车回城时，司机开快车，撞伤在路边的一名国民党士兵。士兵的班长见汽车肇事后没有停下来，就朝汽车开枪。子弹从车后的工具箱穿过，打中了李少石的肺部。国民党害怕中共就此抓住不放，扩大事态。当夜，他们不顾受伤士兵的痛苦，硬是把这位伤兵从远在高滩岩的中央医院，抬到了金汤街的市民医院，把他安排在李少石原住病房对面，供人参观。
周恩来在安葬了李少石后，也亲往医院看望那个受伤的国民党士兵，并提出由中共负责一切医疗费用。从医院返回的路上，周恩来对车上的人说：“人不要有主观主义，不要存成见，李少石一事就是很生动的例子。”事后由胡乔木起草了一个讲话，经周恩来修改后，由毛泽东审定交与钱之光，让他以办事处处长名义在报上公开发表。中共特别是周恩来这种光明磊落的态度，在重庆各界引起很大反响，就连平时对共产党抱有很深成见的国民党右派人物，也不得不为中共的行动点头称是。
全国解放后，他对个别人在写回忆录时，仍说李少石是特务暗杀的，进行了严厉的批评。邓颖超对这样不实事求是的说法，也很有意见，嘱咐童小鹏转告，一定要改正。
