1971年9月13日，林彪谋害毛泽东阴谋败露，乘飞机外逃叛国，途经蒙古温都尔汗坠落，机毁人亡。
1972年8月3日，致信毛泽东，希望再为党和国家多做几年工作。毛泽东批示肯定了邓小平的历史功绩。
1973年3月10日，中共中央作出《关于恢复邓小平同志的党组织生活和国务院副总理的职务的决定》。8月，在中国共产党第十次全国代表大会上，当选为中央委员。12月，根据中共中央决定，任中央政治局委员、中央军委委员。
1974年4月，率中国政府代表团前往纽约，出席联合国第六届特别会议，在会上系统阐述了毛泽东关于三个世界划分的论断。
1975年1月，任中共中央副主席、国务院副总理、中央军委副主席、人民解放军总参谋长，主持党和国家的日常工作。开始全面整顿，纠正“文化大革命”错误。1月至10月，在党的会议上，在关于军队、铁路、钢铁、国防工业、科教、农业等方面的工作会议上，多次发表讲话，提出各方面都要整顿，整顿的核心是党的整顿。强调要安定团结，把国民经济搞上去。整顿取得明显成效。5月，应邀对法国进行正式访问。年底，在“反击右倾翻案风”运动中再度受到错误批判。
1976年4月，北京发生悼念周恩来总理、拥护邓小平、反对“四人帮”的“天安门事件”，被撤销一切职务。10月，中共中央政治局执行党和人民意志，粉碎江青反革命集团。“文化大革命”结束。
1977年4月10日，致信中共中央，提出必须世世代代地用准确的完整的毛泽东思想来指导全党、全军和全国人民。中共中央批转此信，肯定了邓小平的意见。5月24日，同中央两位有关负责人谈话时指出，“两个凡是”（即“凡是毛主席作出的决策，我们都坚决维护，凡是毛主席的指示，我们都始终不渝地遵循”）不符合马克思主义；一定要在党内造成一种空气，尊重知识，尊重人才。7月，中共十届三中全会通过决议，恢复邓小平原任的党政军领导职务。邓小平在会上讲话指出，要完整地准确地理解毛泽东思想；群众路线和实事求是，是毛泽东倡导的作风中的最根本的东西。8月至9月，多次召开座谈会，强调不抓科学、教育，四个现代化就没有希望。领导和推动科技和教育战线的拨乱反正。
1978年3月8日，当选为第五届全国政治协商会议主席。3月18日，在全国科学大会开幕式上讲话，系统地论述科学技术在社会主义现代化建设中的关键性作用。9月，率中国党政代表团访问朝鲜。后到东北三省、河北省、天津市视察，反复强调恢复实事求是的思想路线。提出，社会主义制度优越性的根本表现，就是能够允许社会生产力以旧社会所没有的速度迅速发展，使人民不断增长的物质文化生活需要能够得到满足。10月10日，会见德意志联邦共和国新闻代表团。谈话时提出，中国要实行开放政策，要引进国际上的先进技术、先进装备，作为发展的起点。10月11日，在中国工会第九次全国代表大会致词中提出，实现四个现代化，各个经济战线不仅需要进行技术上的重大改革，而且需要进行制度上组织上的重大改革。10月22日至29日，访问日本，出席互换《中日和平友好条约》批准书仪式。12月13日，在中共中央工作会议闭幕会上作《解放思想，实事求是，团结一致向前看》讲话。指出，解放思想是当前一个重大政治问题。不打破思想僵化，不大大解放干部群众的思想，四个现代化就没有希望。民主是解放思想的重要条件，必须使民主制度化、法律化。要研究新情况，解决新问题。提出允许一部分地区、一部分人先富裕起来，是带动整个国民经济不断波浪式向前发展的大政策，是中共十一届三中全会的主题报告。12月18日至22日，出席中共十一届三中全会。三中全会恢复了党的实事求是思想路线，停止使用“以阶级斗争为纲”的口号，作出把工作重点转移到社会主义现代化建设上来的战略决策。会议标志中国进入了改革开放的新的历史时期。
1979年1月28日至2月6日，中美正式建立外交关系后访问美国，是新中国领导人第一次访美。3月30日，在中共中央召开的理论工作务虚会上，提出必须坚持四项基本原则，即坚持社会主义道路，坚持人民民主专政，坚持共产党的领导，坚持马克思列宁主义、毛泽东思想。强调是实现四个现代化的根本前提。6月28日，会见日本公明党第八次访华团。谈话时说，要加强民主就要加强法制。民主和法制两手都不能削弱。10月4日，在中共省、自治区、直辖市委员会第一书记座谈会上讲话。提出经济工作是当前最大的政治。今后长期工作的重点都要放在经济工作上面。经济工作要按经济规律办事。利用外资是一个很大的政策。扩大企业自主权，有利于发展生产，必须坚持。10月19日，在全国政协、中共中央统战部宴请出席各民主党派和全国工商联代表大会代表时讲话指出，中国新的历史时期的统一战线，已经发展成为全体社会主义劳动者、拥护社会主义的爱国者和拥护祖国统一的爱国者的最广泛的联盟。11月26日，会见美国不列颠百科全书出版公司编委会副主席吉布尼和加拿大麦吉尔大学东亚研究所主任林达光等。谈话时提出，社会主义也可以搞市场经济。12月6日，会见日本首相大平正芳。谈话中提出，中国本世纪的目标是实现小康。
1980年1月16日，在中共中央召集的干部会议上作《目前的形势和任务》报告，强调要把经济建设当作中心。4月至5月，多次谈话指出，要充分研究如何搞社会主义建设的问题，强调不要离开现实和超越阶段。社会主义首先要发展生产力。社会主义经济政策对不对，归根到底要看生产力是否发展，人民收入是否增加。5月31日，同中央有关负责人谈农村政策问题，强调要因地制宜，实行多种形式的生产责任制。7月，到四川、湖南等地视察工作。8月18日，在中共中央政治局扩大会议上作《党和国家领导制度的改革》报告时指出，对现行制度存在的官僚主义、家长制作风、权力过分集中、党政不分、特权现象和干部领导职务终身制等弊端，必须进行有计划、有步骤而又坚决彻底的改革。提出要建立退休制度，干部队伍要在坚持社会主义道路和党的领导的前提下，年轻化、知识化、专业化。8月21日、23日，会见意大利记者奥琳埃娜·法拉奇。9月，辞去国务院副总理职务