详情披露，舆论大哗。日本国家利益受到了巨大损害，导致了日本国会一片责难与追究之声；日本各政党和国民都对此感到震惊和愤懑。日本舆论将这次基辛格访华的中美秘密接触不与东京打招呼称为“越顶外交”。尼克松宣布访华之后数天，佐藤在国会答复日本社会党与公明党议员质询时，还顽固地表明了反华政策，他说日本不赞成“用中国代替国府”，“不是两者择一，而是两者同一的道路”。他还对联邦德国电视台记者说：“只要北京不放弃对台湾的要求，日本就不能承认中国。”
佐藤倒行逆施，在顽固追随美国阻挠中国进联合国惨遭失败之后，迫于国内压力，开始寻求与中国建立关系。但因其自相矛盾的政策，违背一个中国的原则，没有得到中国的答复。之后，佐藤采纳外相福田的建议，试与中国搞所谓的“水鸟外交”———水鸟浮在水上，脚却在水下划行———喻意为秘密外交。
1971年11月10日深夜，周恩来在人民大会堂新疆厅接见由日本东京都知事美浓部亮吉和横滨市长飞鸟田一雄任正副团长的日本恢复日中邦交国民议会访华团时，美浓部向周恩来转交了日本自民党干事长保利茂先生的一封秘信，内容如下：
贵国与我国的关系……成了不幸的关系，但今天已不允许对这种不自然状态置之不理了。尽快消除这种状态，建立新的两国关系的时候已经到来。为此，我的理解和认识是，中国历来是一个；中华人民共和国政府是代表中国的政府，台湾是中国国民的领土。同时，日本应该坚持走和平国家、福利国家的大道，探索和实行把余力贡献给亚洲的方法。
周恩来看完信立即严肃鲜明地说：“此信的内容，与‘台湾独立’论有关，我是拒绝接受的。”
周恩来“拒收”保利茂的密信，并严正指出：“该信件不提中华人民共和国政府是代表中国的惟一合法政府的‘惟一’两字；并且说，‘台湾是中国国民的领土’，是为策动台湾独立留后路。”美浓部问：“佐藤首相不止一次表示要来中国访问，谈判解决两国间邦交正常化问题，中方都没有表示欢迎。那么，中国为什么却同意尼克松总统来访问呢？”
周恩来强调说：“佐藤与尼克松不同。中国同意尼克松访华，是因为中美两国在华沙进行了多年的大使级会谈，既然大使级会谈可以，两国领导人也可以进行会谈，何况三年之前尼克松就表示希望访问中国以解决中美间的问题。佐藤则不然！他一开始就没有诚意，只是知道尼克松的计划以后才表示希望访华，中国不能接待他。”
周恩来转而谈到中日两国间的实质问题，说：“朋友们，中日之间存在着一个台湾问题。我们认为，单说台湾是中国的一个省，或者说是中国领土不可分割的一部分还不够，还要说台湾已经归还它的祖国———中华人民共和国。现在世界上有一股逆流，说‘台湾地位未定’，就是说，那个地方还有可能独立或者民族自决，这等于说要把台湾从中国分裂出去。这种分裂思想在帝国主义者的头脑中是存在的。”
飞鸟田一雄副团长也问：“总理阁下，佐藤访华的事麻烦不少。我想问问，贵国可以接待美国总统特使基辛格；那么，能不能也让一个‘日本基辛格’到北京来呢？”
“日本基辛格”这个词一冒出来，使接见厅里有了一阵笑声。周恩来也露出了笑容，环视着在场的日本议员们，说：“至于说到日本要派一个‘日本基辛格’到北京来，也不是不可以，那要看这个特使代表的是谁。”
而早在这年9月30日凌晨1时30分，周恩来接见藤山爱一郎率领的日本议员代表团时，就谈到：“遵守原则，总有一天正常化会有结果，放弃原则不好。下一届内阁不行，就下下届内阁，还有下下下届内阁。”这就向日本方面表明了明确的信息：中国已决定不再同佐藤及其追随者打交道了。
这次，周恩来拒收“保利书简”，使福田的“水鸟外交”遭到失败。此事很快就由传媒传至日本，佐藤内阁又遭到日本各界舆论的抨击。当时，人们曾经讥笑外相福田纠夫这一对华外交方式说：“黄海是相当宽的，尊鸭何时方能游到彼岸？”但在11月10日这个晚上的谈话中，周恩来的谈话也并没有把中日关系的大门锁死，而是留了一个缝隙：可以派“日本的基辛格”到北京来，但要看这个特使代表的是谁。
后来，田中角荣上台以后，中日关系，在双方的努力下，终于达成共识。
也就是在尼克松总统与周恩来握手7个月之后的1971年9月25日上午11时30分，随着一架白色的道格拉斯DC—8型日航专机徐徐降落北京机场，中日关系翻开了新的一页。当日本国歌《君之代》与中国国歌《义勇军进行曲》这两首让中国人民有着绝对不同感情色彩的歌曲在一起奏响时，“也颇有深意地标志着新时代的史页被掀开了”。
当迎宾车队驶进钓鱼台国宾馆田中角荣下榻的18号楼的时候，周恩来笑着对他说：“年初尼克松总统来的时候，也住在这里。”
田中微笑着说：“尽管美国总统来得比我早一点，但是中国和日本之间的关系比美国和日本之间的关系要久远得多啊。”
在客厅里品茶漫谈，气氛融洽。田中说：“我看书得知，这里是清朝乾隆皇帝钓鱼住的行宫。日本也正在第一次建造迎宾馆。”
周总理问：“以前没有吗？”
田中说：“过去嘛，是用朝香殿下放东西的地方迎接客人。现在呢，把赤坂离宫的旧建筑物来一番大改造，作迎宾馆。造好之后，请你做第一位客人。”
周总理听懂了，不待翻译译完就朗声笑说：“我感到很荣幸。”
田中说：“迎宾馆规模不大，却是仿巴黎凡尔赛宫建造的。”
午餐过后，没有休息，下午即在人民大会堂安徽厅进行第一轮会谈。上次尼克松访华时的首脑会谈是面对面隔着桌子就座的，这次周恩来特意安排在围成马蹄形的沙发就座，并说：“这样坐有家庭气氛。”
田中代表日本人民赠送给中国人民1000株大山樱和1000株日本唐松树苗的礼单，向毛主席赠送了东山魁夷画的《春晓》，向周总理赠送了杉山宁画的《韵》；大平外相赠送给周总理的是细线鸳鸯挂毯。
会见赠礼之后，进行会谈。周恩来高度评价了田中就任首相以来对中日邦交正常化的讲话。田中则首先对日中两国在过去有一段“不幸的时期”表示了遗憾，并诚恳地说：“过去的历史不能重演了，今后日中两国人民要世代友好相处。”
双方各自坦率地阐述了基本立场和想法，表示谈判，一举实现复交。
当晚，周总理在人民大会堂宴会厅举行国宴欢迎田中首相和大平外相一行。在周恩来致了欢迎词之后，田中首相接着致答词。田中在答词中承认，“日中关系仍继续处于不正常、不自然的状态”，他为实现日中关系正常化来北京，“在悠久的日中友好的道路上迈出新的一步”。但在谈到过去的历史时，他却说，“过去几十年之间，日中关系经历了不幸的过程。其间，我国给中国国民添了很大麻烦，我对此再次表示深切的反省之意”。
这个“麻烦”之说，却引起了周恩来和毛泽东的特别不满。当日宴会结束后，周恩来即与叶剑英、姬鹏飞、廖承志等去中南海毛泽东书房汇报。当周恩来汇报到田中答词中的“添麻烦”之说时，毛泽东当即打断而问道：“麻烦？因碎屑小事惹起的不快，为麻烦。半个世纪的侵略只是‘添了麻烦’？”
26日下午第二轮首脑会谈时，周恩来专门就昨晚致词告诉田中：“田中首相对过去的不幸的过程感到遗憾，并表示了深深的反省，这是我们能够接受的。但是，‘添了很大麻烦’，这一句话，引起了中国人民强烈的反感，中国被侵略遭受巨大损害，决不可以说是‘添麻烦’。因为普通的事情也可以说是‘添麻烦’，‘麻烦’在汉语里是很轻的。”
“从日文来说，‘添麻烦’是诚心诚意地表示谢罪之意，而且包含着以后不重犯、请求原谅的意思。”田中出汗了，擦汗之后又说，“这个表述如果在汉语里不合适，可按中国的习惯改换。”
田中首相及大平外相谈到了联合声明问题，大平说：“我们觉得，恢复日中邦交应从政治上解决，不要从法律条文上去解决。要是从条文上去死抠，就理不出头绪来。”
周恩来点了点头，说：“我们非常欣赏田中首相和大平外相刚才所说的，恢复日中邦交应从政治上解决，不要从法律条文上去解决。从政治上解决，比较容易解决问题，而且可以照顾对方；如果只从条文上解释，有时很难说通，甚至发生对立。所以我们没有找条法司的人来参加会谈，参加的都是搞政治的人。”
田中说：“我就任首相时就立即表示，要加紧实现与中华人民共和国的邦交正常化。周总理也立即表示欢迎。这就是我们大的一致。”
周恩来说：“不久前的中美联合公报，如果从法律条文着眼，无法通过。但尼克松很信任基辛格博士，我们双方谈判，从政治上找一致点。那是中美关系的第一步；要实现建交，还需要一定的时间。中日关系就不同，我们双方都准备马上建交。《日台条约》存在于你们与台湾之间，这个事实是当时美蒋关系造成的。这次公报中可以不提这个字眼，但是不能让我们承认这个条约的存在，不能让我们承认它是合法的。”
大平说：“要建交，就要与蒋介石断交，日台条约就自然失效。”
接着，周恩来用很艺术而和缓的语调说：“刚才首相、外相从大的一致都说得好。但是，我并不认为今日上午外长会谈时日方高岛局长说的话，已经表达了田中首相和大平外相的真正意图。如果是那样的话，真不知你们是来吵架的，还是来解决邦交正常化。”
会谈中，周恩来对在上午第一轮外长会谈中，日方外务省条约局长高岛益郎提出的所谓“蒋介石已在日蒋条约中宣布放弃要求战争赔偿的权利，所以主张在这次两国联合声明中就没有必要再提赔偿问题了，也没有必要将日蒋条约是‘非法的、无效的、必须废除’写进联合声明”的提议，提出批评，并说：“我们对此感到诧异。”
田中与大平相互望了一眼，问：“那么，中国方面是什么看法？”
周恩来愤慨而坚定地说：“新中国成立的时候，蒋介石已经逃到台湾，他已经不能代表全中国。他这是慷人之慨，遭受战争损失的主要在大陆。我们放弃赔偿要求，是从两国人民的友好关系出发，不想使日本人民因赔偿负担而受苦。你们条约局长对我们不领情，反而说蒋介石已经说过不要赔偿，这个话是对我们的侮辱，我们绝对不能接受。”
田中紧接着说：“中国把恩怨置之度外，从大处着眼，本着互让的精神处理问题，日本应坦率地评价中国的立场，并再次表示深切的谢意。”
这轮会谈从下午2时谈至4时40分。会谈结束，日方官房长官对记者们吹风说：“刚才，两国首脑进行了令人惊讶的坦率的讨论。”但会谈仍没有进展。
回到房间，大平抱怨地说：“真是伏兵奇出，不好办。我们没有料到的事情，却突然成为要解决的问题了。”
田中没有吭声，似在思考着往下怎么办。
大平说：“怎么办？这样下去我们无颜回日本。”
田中说：“怎么，这个时候就觉得玩不转啦？”
大平说：“那么，您说该怎么办？”
田中望着大平的眉头仍然锁着，就大笑着说：“那就看你们这些诸葛亮出谋划策喽。到了这种地步，没有必要太让步。万不得已就回东京去，就当出来旅游一次好了。”
这时候，参加谈判的外务省官员们也被叫进田中房间里来了，田中神态严肃地对他们训话：“你们各位，都是受过高等教育，很有学问的。但是，不要钻牛角尖，请你们提出一些能解决问题的见解来，责任由我来负。你们再奋斗一次吧！”
田中作简短训话之后，就在下午5时许开始了第二次外长会谈，这是在原定日程安排中所没有的。这次外长会谈，要根据刚刚结束的首脑会谈精神，就联合声明的前言部分的文字进行磋商。会谈是这样进行的：大平外相先逐条解释日方方案，姬鹏飞外长认真地作笔记。每解释完一条，就由姬外长的助手送到另一个房间里，交给坐阵在那里的周恩来审阅，重要的问题报告毛泽东。
自从尼克松之后，世界各国首脑政要访问中国，攀登长城成了访华“必修课目”。中国外交部礼宾官员们在1972年就有了这么一句口头禅，外国朋友来北京有三个“Must（必须）”要做：登长城、游故宫、吃烤鸭，而攀登长城则居三项之首。1971年9月27日下午，长城又迎来了一位新客人。日本首相田中一下车，就以矫健的步伐开始了攀登。按原定计划，田中只登至第三个烽火台就行了，但是他仍不肯罢休，又一口气攀登至了第四个烽火台。日本与西方记者们纷纷从长城当场发出报道说，“田中远远超过了尼克松”。
爬长城归来后，双方接着谈判。然而，如何处置“日蒋条约”中关于日中间已经结束战争状况这个问题上遇到了表述上的麻烦。田中说：“怎么样才能使双方都交待得过去呢？”最后还是周恩来出了一个好主意，用“中日关系正常化结束了两国间迄今为止的不正常状况”这样的说法来表述，使双方都能在不丧失原则立场的情况下予以接受。后来，古川万太郎在《周恩来与日中关系正常化》一文中表达了日方的感受：“周恩来实在是高深莫测的人物。据说，在日中首脑会谈时，周恩来提出这个方案之后，田中、大平才确信邦交正常化可以实现。”
而美国著名的中国问题专家鲍大可认为：这是周总理在中日复交谈判中的一大发明，这个发明，完全可以与中美谈判中基辛格所发明的那段话有“异曲同工之奥妙”。基辛格那段话是：“海峡两岸所有的中国人都认为只有一个中国”。
经过艰苦谈判，双方终于取得了一致。27日晚8时30分至9时30分，毛泽东在中南海书房会见了田中角荣。会谈进行了一个小时。
一见面，毛泽东就说：“已经吵完了吗？”
“不，不，谈得很融洽。”田中忙说。
毛泽东笑说：“不打不成交嘛！”
毛泽东没有放过田中的“麻烦”问题，说：“半个世纪的事，你只说句‘添了麻烦’，年轻人不满意。你知道吗，在中国，这是将水溅到女孩子裙子上时说的话。”
“知道了，我会按中国习惯改换过来的。”田中说：“我们很快要达成协议了。”
毛泽东说：“可以几十年、百把年达不成协议，也可以在几天之内解决问题。”
田中说：“我们到北京来还只有三天嘛。”
毛泽东说：“你们到北京这么一来，全世界都战战兢兢。主要是一个苏联，一个美国，这两个大国。它们不大放心了，晓得你们在那里搞什么鬼。”
在座的众人都笑了起来。
毛泽东又说：“美国人今年2月来了没建交，你们跑到他们前头去了，心里总有点不那么舒服就是了。”
田中说：“上个月，基辛格在东京问我，为什么要急于访华，我告诉他：中国和日本之间的关系要比美国和日本之