周15歲時，便開始自己操心上學的事。在沈陽時，他住在四伯父周貽賡家中。1913年，周貽賡工作變動，調到天津，在長蘆鹽運司催運科當科員。周恩來隨伯父母一起遷到天津。周貽賡沒有子女，周恩來同四伯父、四伯母生活在一起，住在天津河北區的三間平房中。由於天津的學校中有英語課，周恩來先進大澤英文算學補習學校補習功課，然後考入天津的南開中學。
周的誌願是南開中學(11)，這是一個由美國資助的學校，以不墨守成規著稱，而這卻引起了他的叔伯們和他父親的擔心。但是，由於已通過了入學考試，周不顧長輩們的意見而注冊入學。
天津，一個舊工業城市和商業港口，對中國的未來完整來講，它充滿了教訓。這些教訓包括大量外國人住在不受中國司法管轄的地區內，叫做“租界”，另外還有殘暴的軍閥統治。南開可以為促進周的天才和理想得以發揮和實現提供一塊合適的陣地。他所經曆的封建家庭生活的衰落，使他有條件接近激進主義。現在他的那些想法有了實踐的機會。
1913年夏末，周到南開中學報了到。此前教過他文學的老師為慶賀這件事，寫了五首詩贈給周恩來重返南方(12)。
南開在對待學生及其觀點方麵，采取的是自由甚至是民主的做法。然而，該校的學術標準是很高的，考試往往是很難對付的。校長相信應該鼓勵學生根據自己的見解來發展他們自己。他同情周希望在經濟上獨立的想法，因為直到這時周還在依靠自己的伯父給予經濟援助。(13)但是，伯父的收入後來也花光了，學校的學費又高，周在天津不得不利用業餘時間幹點活，如抄寫點東西、為學校刻刻蠟紙等，以便掙點錢。
周的一個同學回憶說，周當時隻有一件藍色棉上衣，他每個星期天把它洗洗，晚上把它晾幹，然後星期一又穿著去上學。