次提議修三峽大壩。毛澤東說：“目前備戰時期不宜作此想”。
１９７０年，毛澤東、周恩來支援了武漢軍區和湖北省提出的先建葛洲壩工程的意見，並明確提出修建葛洲壩水利樞紐是三峽工程的實戰準備。
１９７０年１２月１６日，周恩來在國務院會議廳主持召開葛洲壩工程設計彙報會。會上，周恩來指出，要有戰爭觀念，高壩大庫是我們子孫的事，２１世紀的事。又說，三峽和葛洲壩，兩個同時修，形勢不允許，“四五”計劃同時修兩個也不可能。６０年代，周恩來曾說，毛澤東同志有首詩，其中有一句“高峽出平湖”。理想總是要實現的，但是要經過一個歷史時期，不能急，不能隨便搞。從國力、技術水平及國際形勢出發，循序漸進、準備條件、積累經驗，這就是周恩來處理葛洲壩與三峽兩個工程之間關係的指導思想。
１９７０年１２月２２日，周恩來主持起草了《中共中央關於興建宜昌長江葛洲壩水利樞紐工程的批覆》，指出：“修建葛洲壩水利樞紐，是有計劃、有步驟地實現偉大領袖毛主席‘高峽出平湖’偉大理想的實戰準備”，修建中“既要考慮戰時萬一遭到敵人破壞不致危害下游的可靠措施，也要考慮今後保證三峽高壩建設的有效措施”。２４日，周恩來致信毛澤東和林彪，贊成興建葛洲壩水利樞紐工程。信中陳述了興建葛洲壩工程的效益等，並提出“至於三峽大壩，需視國際形勢和國內防空炸的技術力量的增長，修高壩經驗的積累，再在‘四五’期間考慮何時興建”。《周恩來書信選集》第６０８頁。
１９７０年１２月２６日，毛澤東在７７歲壽辰的這天，看了周恩來的信和《中共中央關於興建宜昌長江葛洲壩水利樞紐工程的批覆》後，寫下以下批示：“贊成興建此壩。現在檔案設想是一回事。興建過程中將要遇到一些現在想不到的困難問題，那又是一回事。那時，要準備修改設計。”毛澤東對當時修建葛洲壩工程尚且認為將要遇到意想不到的困難。從這裡也可以理解他為什麼不同意當時上三峽工程了。
先上葛洲壩工程的決策，是又一次把目標和步驟結合起來既積極又慎重的重大決策。
但是，由於“文化大革命”混亂的形勢和其他各種原因，葛洲壩工程開工後，暴露出很多問題。
１９７２年１１月８日、９日、２１日，周恩來抱病三次主持召開葛洲壩工程彙報會。第一，周恩來針對當時“左”的指導思想和做法，強調搞水利工程不能用軍事體制與軍事辦法；不能搞空頭政治，要精通業務，重視質量；不能急於求成、急躁冒進。第二，周恩來果斷地決定把葛洲壩工程停下來，整頓隊伍，修改設計，併成立林一山、錢正英、張體學、王英先、馬耀驥、沈鴻、謝北一、袁寶華、廉榮祿九人組成的葛洲壩工程技術委員會，使葛洲壩工程技術有了一個強有力的領導核心。第三，葛洲壩出了問題？是不是先修葛洲壩的戰略決策錯了？是不是應該先修三峽？對此，周恩來組織大家平心靜氣地進行討論，再一次統一大家對先修葛洲壩戰略決策的認識。１１月２１日彙報會上，周恩來對林一山和葛洲壩工程技術委員會的其他同志說：“修葛洲壩要成為三峽大壩的試驗壩”，“搞好了葛洲壩就是大成功。”葛洲壩工程技術委員會的成員們牢記周恩來的囑託，兢兢業業地工作，終於勝利完成了建設任務，並創造了“靜水通航，動水衝沙”等譽滿中外的工程技術傑作。
“待到山花爛漫時，她在叢中笑。”周恩來曾解釋毛澤東這兩句詩說：“首創的人，沒有等到事業的成功，也就是看到別的花開的時候它謝了。”“你首創，但不一定能自己享受。”周恩來生前雖然未能親眼看到“高峽出平湖”的壯麗圖景，但他做了大量的籌劃與準備工作，特別是他親手開創了長江第一壩——葛洲壩工程的建設，為三峽工程建設積累下經驗，鍛鍊了隊伍，奠定了基礎。
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三上三門峽
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歷史上黃河經常決口改道，洪水氾濫所及，北至天津，淤塞破壞海河水系，南至淮陰，淤塞破壞淮河水系，被稱為“中國的憂患”。三門峽工程是新中國治理、開發黃河最大和最重要的綜合性工程。三門峽工程修建過程中，周恩來三上三門峽，在水庫工地度過了八個日夜。
三門峽工程由蘇聯幫助設計，一屆人大二次會議批准修建，１９５７年４月１３日開工。
但是，三門峽工程開工一年後，在要不要修建、大壩洩水孔底檻高程多高為宜等問題上，仍然爭論很大。陝西極力反對修建三門峽工程，理由是水土保持