經過「調整、鞏固、充實、提高」這個方針的貫徹執行，我國的經濟狀況一天天好轉了。
周恩來是多麼希望經濟建設能夠穩步地、持續地發展，實現國家的繁榮富強呀！在這個時期，他完整地提出了四個現代化的目標。
周恩來正式向全國提出「四化」號召，是在1964年12月20日到1065年1月4日召開的第三屆全國人民代表大會第一次會議上。他在這次會上作的《政府工作報告》中，概述了我國農業、工業、財政貿易、文化教育等方面已經取得的巨大成就，宣佈調整國民經濟的任務已經基本上完成，整個國民經濟將要進入一個新的發展時期。他說：「今後發展國民經濟的主要任務」，「就是要在不太長的歷史時期內，把我國建設成為一個具有現代農業、現代工業、現代國防和現代科學技術的社會主義強國」。
再早一些，1963年1月底，他在上海科學技術工作會議上已經提出過：「我們要實現農業現代化、工業現代化、國防現代化和科學技術現代化，把我們祖國建設成為一個社會主義強國。」
周恩來最早講「四化」是在1954年。這年9月23日，他在第一屆全國人民代表大會第一次會議上作的《政府工作報告》中說：「我國的經濟原來是很落後的，如果我們不建設起強大的現代化的工業、現代化的農業、現代化的交通運輸業和現代化的國防，我們就不能擺脫落後和貧困，我們的革命就不能達到目的。」
從1954年起，在以後的20多年中，關於四個現代化建設的宏偉目標，周恩來先後講過七次，內容越來越完整。「四化」終於為全國人民家喻戶曉。
50年代我國建設社會主義，是仿照蘇聯的模式。周恩來一面認真地領導大家學習蘇聯社會主義革命和建設的經驗，一面強調要從我國的實際情況出發，結合中國的國情。他不斷發現蘇聯的經驗不能照搬照抄，指出不能說蘇聯怎麼樣，我們就必須怎麼樣，我們要結合自己的具體情況分析研究，要有創造和發展。他當時提出四個現代化，就是我國探索建設社會主義的道路跳出已有模式的開始，是馬克思主義的基本原理和中國建設的實踐相結合的新認識，是思想上的一個飛躍。
革命勝利了，怎樣進行建設？蘇聯的經驗是要實現國家工業化，標準是工業總產值在國民經濟全部產值中達到70％。斯大林1933年對蘇聯第一個五年計劃作總結，就是說工業產值在國民經濟全部生產中的比重已經增長到70％，蘇聯已由農業國變成工業國了。我國在革命戰爭年代，考慮過我國未來是要實現工業化的。毛澤東在1945年曾經提出：「中國工人階級的任務，不但是為著建立新民主主義的國家而鬥爭，而且是為著中國的工業化和農業近代化而鬥爭。」建國前夕，毛澤東又說：「人民民主專政的國家，必須有步驟地解決國家工業化的問題。」周恩來主持起草的、中國人民政治協商會議第一屆全體會議上通過的《共同綱領》中，也提出，「發展新民主主義的人民經濟，穩步地變農業國為工業國。」
1952年8月，周恩來主持起草《中國經濟狀況和五年建設的任務（草案）》。那時，在這個草案裡，提到的基本任務還是「為國家工業化打下基礎」。
經過三年恢復和一年建設的實踐，周恩來和中共中央的同志顯然已在考慮「現代化」的要求了。周恩來1953年9月在政協全國委員會常委會上提到了「國防現代化」。這年12月，中共中央宣傳部頒發的經中共中央批准的中國共產黨在過渡時期總路線的學習和宣傳提綱中，也提到了「現代化」，並且講了「工業化」同「現代化」的關係：「實現國家的工業化，就可以促進農業和交通運輸業的現代化，就可以建立和鞏固現代化的國防，就可以保證逐步完成非社會主義經濟成分的改造。」這說明當時的看法是，「現代化」是由「工業化」而來的，要由實現「工業化」而促進「現代化」。
在上面這些思想認識的基礎上，1954年9月23日，周恩來根據執行第一個五年計劃積累的經驗，根據人民進行經濟建設實踐的體會，從中國的實際情況出發，提出了四個現代化的目標。建設和發展我們的國家，需要有一個長期的、振奮人心激勵鬥志的奮鬥目標。當時提出這樣的目標是很有遠見的。因為，原來的「工業化」的標準顯然不能起到長期奮鬥目標的作用。「工業化」的標準，如果按照蘇聯的百分比要求，即工業產值在國民經濟總值中占70％，我國達到這個要求所需的時間並不用很久。根據一些材料估計，在抗日戰爭以前，我國現代工業產值只不過占國民經濟總產值的10％左右。1953年的統計，我國使用機器的工業的產值1949年約占工農業總產值的17％左右，1952年是28％左右。1956年7月，周恩來在會見南斯拉夫駐華大使波波維奇時講到：我們要實現工業化，至少必須爭取使工業在整個國民經濟中所佔比重達到60％到70％。這裡所說的這個百分比大體相當於蘇聯宣佈由農業國變成工業國時工業產值在國民經濟中的比重。在我國，1957年，工農業總產值1241億元，其中工業總產值704億元，占56．7％。1958年，全國工農業總產值1649億元，其中工業總產值1083億元，占65．6％。1959年，全國工農業總產值1980億元，其中工業總產值1483億元，占74．9％。所以，如果按照60％到70％的要求來說，1958年已經達到了；如果按照蘇聯宣佈由農業國變成為工業國的百分比要求說，1959年也已經達到了。
但是，周恩來多次對周圍工作人員明確說過，他不贊成過早地宣佈實現了工業化。1956年2月8日，他在國務院第24次全體會議上說：「絕不要提出提早完成工業化的口號。」
這年9月，他在中共「八大」作《關於發展國民經濟的第二個五年計劃的建議的報告》。在這個報告中，他對工業化的解釋有了創造性的提法。他說：「我國社會主義工業化的主要要求就是要在大約三個五年計劃時期內，基本上建成一個完整的工業體系。」這一點，後來寫進了「八大」通過的《關於發展國民經濟的第二個五年計劃（一九五八年到一九六二年）的建議》中。《建議》要求「保證我國有可能大約經過三個五年計劃的時間，基本上建成一個完整的工業體系，使我國能夠由落後的農業國變為先進的社會主義工業國」。
11月，他在中共八屆二中全會上，引述了「八大」的方針：「為了把我國由落後的農業國變為先進的社會主義工業國，我們必須在三個五年計劃或者再多一點的時間內，基本建成一個完整的工業體系。」「建成一個完整的工業體系」，這就把社會主義工業化的內容充實和進一步發展了。
什麼叫建立完整的工業體系？在中共「八大」上周恩來曾經解釋過。他說：「這樣的工業體系，能夠生產各種主要的機器設備和原材料，基本上滿足我國擴大再生產和國民經濟技術改造的需要。同時，它也能夠生產各種消費品，適當地滿足人民生活水乎不斷提高的需要。」後來，在八屆二中全會上，他進一步說明：「我們的工業化，就是要使自己有一個獨立的完整的工業體系。」他說：「我們所說的在我國建立一個基本上完整的工業體系，主要是說，自己能夠生產足夠的主要的原材料，能夠獨立地製造機器，不僅能夠製造一般的機器，還要能夠製造重型機器和精密儀器，能夠製造新式的保衛自己的武器，像國防方面的原子彈、導彈、遠程飛機，還要有相應的化學工業、動力工業、運輸業、輕工業、農業等等。但是，應該指出，基本上完整並不是說一切都完全自足。」
這是周恩來在國家建設的實踐中對工業化標準的認識的深化，也是對我們國家和民族在相當長時期內奮鬥的目標認識的深化，進而提出了四個現代化。當然，現代化的要求更為長遠，更有號召力，更激奮人心；而現代化的目標一經提出，隨著實踐的發展，周恩來的認識也繼續發展著。
1954年提出的四個現代化的內容，和現在我們說的四個現代化的內容有所不同，主要是現在不再把交通運輸的現代化專門作為一項內容。這是因為周恩來後來作了更改；同時，這幾個現代化的提法，也受到了中共中央其他領導人的重視和接受。1957年8月13日到20日，周恩來在北戴河主持召開國務院常務會議，討論關於發展國民經濟的第二個五年計劃和1958年計劃、預算以及國務院的體制等問題。他在會上講到工業的時候，說工業是「包括交通運輸在內」的。他指出，「交通運輸是要先行的，但要全面安排」。因此，交通運輸業的現代化就包含在工業現代化之內，不再單獨列出了。這年，毛澤東發表《關於正確處理人民內部矛盾的問題》。這篇文章中提了「將我國建設成為一個具有現代工業、現代農業和現代科學文化的社會主義國家」。1958年5月，劉少奇在中共「八大」二次會議上也提了「盡快地把我國建設成為一個具有現代工業、現代農業和現代科學文化的偉大的社會主義國家」。「八大」二次會議通過的決議中，也寫上了要為這三個現代化而奮鬥。1959年底到1960年初，毛澤東在邊讀邊議蘇聯的《政治經濟學教科書》社會主義部分時，講到建設社會主義，他說，原來要求是工業現代化、農業現代化、科學文化現代化，現在要加上國防現代化。也就是耍重新提出1953、1954年周恩來提過的國防現代化。但是，這個主張當時還沒有經過中共中央討論而成為統一的認識。這從1960年朱德的一次講話中可以看出來。這年9月，朱德接見和宴請班禪額爾德尼·卻吉堅贊，在致詞中還是說「為盡快地把我國建設成為一個具有高度發展的現代工業、現代農業和現代科學文化的社會主義強國而奮鬥」。直到1961年9月15日中共中央在關於當前工業問題的指示中，才恢復了1954年周恩來的「四個」現代化的提法：「把我國建設成為一個具有現代工業、現代農業、現代國防和現代科學文化的社會主義國家。」
這裡邊，把文化和科學聯在一起提現代化，是並不很恰當的。周恩來主張「反對帝國主義、封建主義和官僚資本主義的文化，發展民族的、科學的、人民大眾的文化」。他說：「我們對歐美文化的態度，是否定其反動的東西，同時吸收好的東西，為我們所用。」「對封建主義文化也要先否定它，再批判地接受它好的東西。」他認為更恰當的提法是科學技術的現代化。1956年1月，他就曾經說過：「現代科學技術正在一日千里地突飛猛進。」科學方面的最新成就「使人類面臨著一個新的科學技術和工業革命的前夕」。「我們必須趕上這個世界先進科學水平。」後來，他在實踐中越來越認識到科學技術現代化的重要性和它對工業、農業、國防現代化的重大影響，深刻地認識到我們只有掌握了最先進的科學技術，才能有鞏固的國防，才能有強大的先進的經濟力量。1963年1月他在上海各界人士春節座談會上，提出了「科學技術現代化」。他在講四個現代化的時候說，我們要正確地認識科學技術現代化在社會主義建設中的重大意義，要使我國實現四個現代化，「關鍵在於實現科學技術的現代化」。
這個思想，周恩來也是早就有了的。1956年1月在中共中央召開的關於知識分子問題的會議上，他說過「科學是關係我們的國防、經濟和文化各方面的有決定性的因素」。
關於建立一個完整的工業體系問題，周恩來的認識後來也是有發展的。他進一步指出不能孤立地提建立獨立的、比較完整的工業體系問題，同時還應當提出建立國民經濟體系問題，要建立我國獨立的、比較完整的工業體系和國民經濟體系。因為我們國家是一個人口眾多的大國，在建立工業體系的同時，必須大力發展農業，加速農業和科學技術的現代化進程，相應地發展交通運輸業。工業現代化和建立完整的工業體系不能孤立地進行，必須從國民經濟綜合平衡的要求出發，全面地有計劃按比例地發展。
1964年12月，周恩來在第三屆全國人民代表大會第一次會議上完整地提出四個現代化的同時，還提出了兩步走的設想。第一步，建成一個獨立的比較完整的工業體系和國民經濟體系；第二步，在本世紀內，全面實現農業、工業、國防和科學技術的現代化，使我國經濟走在世界的前列。他這次提出的四個現代化，以及四個現代化的內容和兩步走的設想，當然是中共中央領導人共同考慮和同意的。「四化」的內涵已經是現在所說的內容；而兩步走的設想，表明了周恩來的思想又進了一步。第一步可以說是對工業化的思想的進一步深化，第二步則對「四化」提出了時限的要求。
周恩來在三屆人大一次會議上宣佈四個現代化目標之後，本來打算從1966年起，在建設上用「巨大的而又是穩重的」步伐，開始邁進。但是，「文化大革命」打斷了這個進程。
十年後，1974年冬，鄧小平受毛澤東委託，代周恩來主持起草在第四屆全國人民代表大會上的《政府工作報告》。周恩來原來的身邊工作人員參加了起草工作，提議在報告中把周恩來關於四個現代化建設的一貫思想，作為經濟部分的重點來寫，與第三屆全國人民代表大會周恩來的《政府工作報告》相銜接。鄧小平採納了這個建議。報告寫出後，送周恩來閱後得到了同意。1975年1月18日，在四屆全國人大一次會議上，周恩來以頑強的意志，戰勝了沉重的癌痛，以激昂有力的全國人民熟悉的聲音，作了報告，重申四個現代化的目標。這一報告使全場振奮，長時間地掌聲雷動。他再次給中國人民鼓起了把我國建設成為社會主義現代化強國的鬥志。
1978年12月的中共十一屆三中全會，決定全黨工作的著重點從1979年起轉到社會主義現代化建設上來，指出：「把全黨工作的著重點和全國人民的注意力轉移到社會主義現代化建設上來。這對於實現國民經濟三年、八年規劃和二十三年設想，實現農業、工業、國防和科學技術的現代化，鞏固我國的無產階級專政，具有重大意義，」隨後，鄧小平指出：「我們黨在現階段的政治路線，概括地說，就是一心一意地搞四個現代化。」