周恩来等人绝食的消息通过狱中同情学生的看守很快被透露出来，邓颖超为他们的斗争精神所感动，同时也为他们虚弱的身体而担心。5日，邓颖超集合24个觉悟社社员和支持者，背着铺盖赶往警察厅，要求替代正在绝食的被捕的24人入狱。由于被捕的人中有学生、教员、商人，在社会上有相当大的影响，反动当局不能不有所顾忌。7日，警察厅被迫将被捕代表移送地方检察厅。
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送到检察厅后，被捕代表的生活条件得到一些改善。经过斗争，除女代表两人外，大家可以同住一处，自由往来，并且能够阅读书报。他们共同议定，每天早晨做体操，每晚举行全体会议，并推举周恩来、马千里、于兰渚3人主办读书团，带领大家研究社会问题，组织起“狱中大学”。又议决每星期一、三、五开演讲会，介绍各种新思潮。
6月8日，觉悟社社友李愚如到狱中探望周恩来，并向他告别，她即将去欧洲勤工俭学，探求真理。周恩来在给她的长诗中写道，我为你高兴，去“磨练你的才干，保你的天真烂漫。他日归来，扯开自由旗，唱起独立歌”。在这首自由体长诗中，周恩来提到去“马赛海岸，巴黎郊外，我或者能把你看”。的确，周恩来在狱中已经在考虑将来到马克思主义的故乡去探寻中国的道路。
经过监狱内外的斗争，7月6日，检察官对周恩来等提起公诉。7月17日下午，开庭审理。法庭上挤满旁听的人群。邓颖超和学联代表都坐在旁听席上。地方审判厅外，也站满等候消息声援被捕代表的男女学生和各界人士。经过周恩来等的据理力争，当局只好释放被拘禁的代表。
不料出狱前，周恩来和马骏已被校长张伯苓开除了南开大学学籍。这一做法，引起了校内外普遍义愤。与周恩来、马骏同狱的马千里，时任南开大学庶务主任，尽管是张伯苓的妹夫，对此亦深感遗憾和不平，遂毅然辞职。张伯苓竭力挽留，并两次派人送月薪上门，马千里坚拒不纳。
事实上，尽管周恩来曾注册入南开大学，但是他几乎没有在南开大学上过课，而是开始了一个职业革命家的生涯，对于南开大学的除名，他倒也平静。在狱中，他即萌发了出国的念头，南开不能读，赴欧留学岂不更好。何况，目前，无论是天津学生联合会或是觉悟社，仍有许多事需要他去做，觉悟社则是重点。
出狱后，周恩来主持了觉悟社在8月初召开的一次年会。周恩来在讲话中说：只有把五四运动以后在全国各地产生的大小进步团体联合起来，采取共同行动，才能改造旧的中国，挽救中国的危亡。并且指出：团体虽多，但思想复杂，必须加以改造，才能真正团结起来，为这个目标而奋斗。他把这一切概括为“改造”和“联合”4个字。
8月16日，觉悟社邀请少年中国学会等4个进步的青年组织在北京城南的陶然亭公园举行集会，商讨救国运动的发展方向和联合斗争的问题。与会代表环亭而坐，品茗畅叙。大家推举从南洋宣传救国回来不久的刘清扬主持座谈会。开始，即由邓颖超报告觉悟社的组织经过和一年来的活动，使与会者颇感兴趣。接着，周恩来阐述了觉悟社最近提出的“联合起来，共同行动”的建议，他说：“我们青年不只要联合起来，而且要到群众中去，开展工农运动，这对青年运动的最终成败，起着关键作用。”
