与此同时，佐藤政府也通过外交官、亲华派人士等渠道进行私下沟通，寻求改善中日关系的出路。日本驻香港总领事冈田晃就是其中的一位。1971年9月11日，佐藤召见冈田。冈田力陈自己的“中国政策”，认为“中国加入联合国，今年秋必定会实现。在尼克松访华后，从国内外的形势来看，日本与中国不实现邦交正常化已经不行了。因此，日本本年应尊重承认中国联合国代表权问题的决议，不提出阻止驱逐台湾的逆重要问题方案，弃权阿尔巴尼亚提案，积极发挥中介作用，提议联合国内北京与台湾实行统一。”。佐藤听后表示：你说的或许是对的。作为个人，我原则上同意你的看法，然而，作为自民党总裁、作为日本政府首相，现在立即实行你的方案，日本国内政治不允许，党内也通不过。自己今天作为日本政府总理，能够最大限度说的，如下所示：
（1）作为本人，我也承认台湾是中国领土的一部分、一个省。
（2）不反对中国加入联合国。
（3）中国应该停止干涉日本国内政治。
（4）台湾的联合国席位是过渡性的，但不赞成今年立即驱逐蒋介石政权。这是日本人的道义。不好说出口，是“日本人的道义”啊。因此，本年不赞成阿尔巴尼亚方案。
（5）为中日邦交正常化做准备，可以考虑让外相或（自民党）干事长访华，中国能接受吗？佐藤特命冈田，直接向自己或干事长联系、汇报，完全不必通知外务省事务当局。回到香港后，冈田通过各种关系，试探中国的态度，结果中方先后于10月8日和11月8日回复，表明拒绝与佐藤接触。
冈田晃：《水鸟外交秘闻——某外交官的证言》，［日］中央公论社，1983年版，第146—147页
事实上，在改善中日关系，恢复邦交正常化方面，佐藤表面上显示了积极的姿态，然而，实际上没有顺应形势发展，缺乏主动谋求解决的意愿，而是将其定位为长期的政策课题。进而，在实践中，亦缺乏实质性的具体政策，特别是在关键的原则问题上，仍固守“两个中国”的旧有思路，抱着“边走边看”的心态，就核心的“台湾问题”态度暧昧，以求维持中国大陆与台湾的平衡，而自己坐收渔利。
1969年12月25日，佐藤在横滨市表明：“现在还不想取消政经分离的原则，但这并不意味着永远将该原则保持下去。北京政府也说，‘台湾问题是中国内政’，双方都忌讳这个问题，还是不碰它为好，等将来碰它也没有关系的时候再考虑解决。”一周后，在1970年元旦的新春记者招待会上，佐藤明确指出：“中国问题不是‘1970年’即可解决的问题，而是‘70年代’有待解决的问题，（关于恢复中国在联合国的席位问题）现在不能单方面地改变我国一贯采取的方针，但是现在到了重新研究我国迄今采取的方针究竟行不行的时候了。”1月27日，佐藤“（被问到关于中国问题的一系列发言的真实意图时说）我现在只讲到日本作为中国的邻国必须友好相处，我认为（中日问题）还没有到马上要决定如何去解决的阶段。”
田桓主编：《战后中日关系文献集1945—1970》，中国社会科学文献出版社，1996年版，第906页。
1970年10月、11月，加拿大、意大利相继与中国建交。此时，佐藤依然固守旧态，12月2日，“与（外交调查会长、原外相）小坂善太郎谈论了中国问题，感觉这个人稍微有些着急”。9日与卫藤沈吉博士亦谈论了中国问题，“结论是不应太急”。1971年1月14日，在研究首相施政方针演说时，“关于中国问题，佐藤首相特别慎重，认为没有必要改变现今的方针。”在佐藤看来，“比起中共加入联合国，更重要的是如何确保台湾的席位。”于是，就中国恢复联合国合法席位问题，日方对“重要问题案”、“逆重要问题案”和“双重代表制”反复研究，5月11日，佐藤的结论是：（1）努力确保国府的联合国席位。
（2）为此也可采取双重代表制（DR）方案，但不能把安理会席位交给中共。
（3）照此日美统一意见，立即开展争取多数派的工作。
（4）因明确写着Republic of China，所以宪章问题也不是个简单的问题，应进一步商讨如何解释。
楠田实：《楠田实日记——佐藤荣作首相首席秘书官的2000天》，［日］中央公论新社，2001年版，第536、546、535页。
伊藤隆监修、佐藤荣作著：《佐藤荣作日记》第4卷，［日］朝日新闻社，1997年版，第216页。
佐藤进一步强调指出：让中共加入安理会的话，国府当然会退出。美国也许不会因此而到了废除美台条约的程度，但是这对日本来说是非常严重的事态。说是追随美国也好，说什么都没关系，要与美国齐心协力，尽快开展争取多数派的工作。尼克松冲击发生后，佐藤考虑的重点仍然是如何保住台湾。他在7月16日的日记中写道：尼克松访华“自然是件应该庆贺的事情，然而今后台湾的处理是个问题，变得更加困难了。”同年8月25日，当中日友协副会长王国权以中方代表身份参加松村谦三葬礼的时候，佐藤通过亲信斡旋，希望会见王国权，结果被中方拒绝。正如古川万太郎先生指出的那样，“在这个问题上，即使为时已迟，如果首相承认1971年7月公明党同中国方面达成一致的复交原则，采取具体保证措施，并表明想会谈，那么也许形势会发生变化。但一点也不触及中国反复提出的对日原则，仅表示想会谈，那无论如何是办不到的。中国能相信任职7年、一贯坚持反华政策的佐藤首相吗？要求会谈这件事本身，再次暴露了首相等人对中国、对两国关系的认识不足。”。为解决台湾问题，周总理早在20世纪60年代就提出了“中日复交三原则”，中日复交三原则：中华人民共和国政府是代表中国的唯一合法政府；台湾是中华人民共和国领土不可分割的一部分；日蒋条约是非法无效的，应予废除。并把承认这些原则作为中日复交的前提条件。
然而，在中国恢复联合国合法席位已是大势所趋的情况下，1971年9月22日，佐藤依旧固执己见，追随美国，决定共同提出所谓的“双重代表制”和“逆重要问题”议案。可以说，佐藤由此而丧失了与中国恢复邦交正常化的最后机会。10月25日，第26届联大通过了恢复中华人民共和国在联合国合法席位的决议，美日等的企图宣告破灭。
同上书，第584—585页。
伊藤隆监修、佐藤荣作著：《佐藤荣作日记》第4卷，［日］朝日新闻社，1997年版，第377页。
古川万太郎：《周恩来及其对日原则》，日本纪念周恩来出版发行委员会编，刘守序等译《日本人心目中的周恩来》，中共中央党校出版社，1991年版，第326页
为了打开对华关系，自民党干事长保利茂与佐藤商谈后，委托10月25日访华的东京都知事美浓部亮吉带了一封信给周恩来，是为“保利书简”。其主要内容如下：仔细想来，同处亚洲的贵国与我国的关系，为国际形势所左右，十分不幸成为最为接近亦最为遥远的关系，但今天已不允许对这种不自然状态置之不理了。尽快消除这种状态，建立新的两国关系的时候已经来到。为此，我的理解和认识是，中国历来只有一个；中华人民共和国政府是代表中国的政府，台湾是中国国民的领土。同时，日本应该坚持走和平国家、福利国家的大道，探索和实行把余力贡献给亚洲的方法。11月10日，周恩来在会见美浓部亮吉时指出，该信件不提中华人民共和国是代表中国的唯一合法政府的“唯一”二字。信件还说“台湾是中国国民的领土”，这是为策动“台湾独立”留后路，因而这个信件是骗人的。在第二次世界大战结束时台湾已经归还给中国。“日台条约”必须予以废除。日本政府只有真心真意而不是虚情假意地考虑这些条件，才能开始谈判。
岸本弘一：《一诚之道——保利茂与战后政治》，［日］每日新闻社，1981年版，第145—146页。
田桓主编：《战后中日关系史1945—1995》，中国社科出版社，2002年版，第228页。
中国恢复联合国合法席位后，佐藤仍通过各种渠道与中方联系，并在各种场合表明愿与中国实现邦交正常化的想法，然而在关键原则问题上依然是缺乏明确态度，摆弄着“两面派”的手法，顽固地坚持着“两个中国”或“一中一台”的立场。
1971年11月1日，佐藤在参议院预算委员会上表明，“我已认为应早日实现邦交正常化”，“我此前主张积累的方式，但是，如今，在阿尔巴尼亚提案通过之际，我们不用考虑以往那样积累的局促方式，而应从正面推进邦交正常化。这样的时期已经到来”，“佐藤内阁的寿命究竟如何，姑且不论，我将在任期内积极推进邦交正常化。”但是，“如今，不能简单地无视、或简单地认为日台和平条约无效”，“而是要在中日邦交正常化中来处理日台条约的问题”。［日］第67届国会参议院预算委员会会议录第2号，1971年11月1日，国会会议录检索系统。同样，在12月31日的记者招待会上，佐藤重申了类似主张，他说：“即使同中华人民共和国建立邦交，也不能无视同台湾缔结的条约，而且也不能无视在台湾有一个叫做中华民国的政权”。
田桓主编：《战后中日关系文献集1971—1995》，中国社会科学出版社，1997年版，第63页。
1972年1月29日，佐藤在第68届国会上发表了在任期间的最后一次施政方针演说。他指出：
