9月10日，周恩来主持中央政治局会议，决定组织由周恩来、康生、李德生负责的陈伯达专案组，具体工作由中央办公厅有关负责人处理；在京的中央政治局委员除原经常参加议事的12人外，今后如遇有重大政策问题需讨论，还拟请董必武、朱德、叶剑英三人参加。
会议临结束时，一天夜里，周恩来突然打电话通知叶剑英立即到毛泽东那里去。
毛泽东在庐山住地同周恩来、叶剑英连夜研究“批陈”问题，并把调查陈伯达反革命历史和政治面目的任务当面交给了周、叶。
庐山会议后，叶剑英回到北京根据周恩来的指示和部署，于11月在中南海怀仁堂主持召开了参加调查陈伯达小组的人员和中央办公厅及有关部门负责人会议。
会上，他明确交代了任务，提出了要求，特别强调要坚持实事求是，调查研究，重证据，严禁逼供信。
会后，他亲自带领工作组奔赴陈伯达家乡福建惠安县陈安大厝和厦门鼓浪屿、集美等地，深入农村、深入群众作调查，然后又去广东、广西等地找有关人员座谈，提审在押人员，查阅敌伪档案报刊，进行反复核证。
为了弄清问题，他亲自找人谈话，掌握第一手材料，有时谈到深夜一二点钟。
在调查研究过程中，他及时与中央联系，亲自给中央写工作进展情况报告。
经过几个月艰苦细致的工作，终于比较系统地揭露了所谓“红色理论家”的真实面目，为中央粉碎林彪与陈伯达等人结成的反革命集团做出了重大贡献。
十四、林彪叛逃后，临危受命，重新主持军委工作
毛泽东、周恩来决定发动“批陈整风”之后，林彪反革命集团的面目日益暴露。
林彪、叶群一伙已感到末日来临，成为惊弓之鸟，惶惶不可终日。
1971年3月初，林彪自比李后主，自怨自艾说：南唐李后主有两句诗：几曾识干戈，垂泪对宫娥。
他说是因为不懂得武装斗争的重要性，所以才亡国。
这是前车之鉴，我们不能束手待毙。
一向视“枪杆子”如命的林彪准备动用武力“决一死战”，夺取中央和国家的最高领导权。
他为南逃广州、另立中央做了准备。
这一年8月，毛泽东到南方巡视，沿途同5个大军区和10个省区负责人谈话，批评了林彪及其同伙。
在北戴河的林彪、叶群先后得到周宇弛、黄永胜的密报，获悉毛泽东南巡谈话的内容，决心铤而走险，将毛杀害于途中。
9月7日，林立果向其“联合舰队”下达一级战备的命令。
8日，林彪亲笔写下反革命武装政变手令。
林立果向其“联合舰队”下达谋害毛泽东的具体方案。
在布置“南线”行动的同时，还研究了“北线”计划，攻击目标是中南海和钓鱼台，准备消灭周恩来、朱德、叶剑英、聂荣臻等。
9月13日凌晨零时三十二分，林彪等人不顾周恩来下达命令的警卫部队阻拦，急驶山海关机场，乘二五六号三叉戟飞机强行起飞。
周恩来接报告后即令李德生前往空军司令部作战室指挥跟踪，并采取向全国发布禁空令等一系列紧急措施。
同时立即通知叶剑英到人民大会堂参加紧急会议，并指定叶剑英处理林彪叛逃善后问题及战备事项。
叶剑英当晚转移到北京西郊玉泉山九号楼待命，密切注视国内外局势，随时准备应付可能出现的突然事变。
9月14日，中华人民共和国驻蒙古人民共和国大使馆传回消息，证实林彪叛逃途中机毁身亡。
叶剑英愤然提笔，写下一首《斥林彪》诗：铁鸟南飞叛未成，庐山终古显威灵。
仓皇北窜埋沙碛，地下应惭汉李陵。
9月24日，周恩来在人民大会堂福建厅召集中央军委办事组成员开会，叶剑英出席会议。
周恩来代表中共中央宣布对黄永胜、吴法宪、李作鹏、邱会作四人实行离职反省，对黄等四人说：限你们十天坦白交代，争取从宽处理，你们不听。
