熊向晖和周总理之间曾发生过一个隐秘的故事，这个故事，熊向晖本打算一直藏在肚子里，永远不对外讲。但知道这件事的内情同志却劝他：
这件事你应该讲，它展现的是周总理伟大的一个侧面，讲出来对大家有教育意义。
熊向晖这才在回忆文章中介绍了这件事。
那是1946年解放战争全面爆发前的一天，联络人找到熊向晖说：你这个星期不要出门，可能有人要找你，暗号是：“胡公找你。”听到这个暗号，你就跟他走。熊向晖知道，“胡公”正是周总理的代号。
6月10日，一个个子不高的人来到了熊向晖的住处，敲门后他说：“胡公找你。”熊向晖听后就跟着这个人走了。
到了一个人迹罕至的地方，这个人向熊向晖介绍说他叫童小鹏，是周总理的秘书。两人一路驱车来到了梅园新村30号，这里是周总理办公的地方。
见面后，周总理面色凝重地对熊向晖说了一个严重的情况：
昨天，我坐马歇尔将军的专机从延安飞到南京，因为过于劳累，上了飞机就睡着了。
当时我要找你，就把你的地址写在了一个小本上，旁边还写了一个“熊”字。这个小本子就装在我的衬衣口袋里，我本来以为很安全。飞机降落后，我到了梅园新村才发现上衣的口袋没有扣，小本子已经落在马歇尔的专机上了。
过了不久，马歇尔就派他的副官来了，带着一个用火漆封了的密件，要求当面交给我。我打开一看，里面正是那个小本子。
本子里的内容，他们一定是翻看了的，说不定还照了相，问题是他们会不会告诉蒋介石，如果告诉了蒋介石，特务们很快就会找上你的！
这件事我和董老（注：董必武）商量了很久，觉得马歇尔毕竟是调停人，因为这个中立的身份，他有可能不告诉蒋介石。但你也要做好最坏的打算，万一他告诉了蒋介石，你的处境是非常危险的。
我认为你应该立刻离开南京，去上海思南路找王炳南同志，那边我已经安排好了，你在那里住2个星期。我在这边观察情况，如果南京有任何风吹草动，我就安排你去苏北，如果没有动静，你还照样回西安工作。
周总理还告诉熊向晖，这件事他已经向中央打了报告，保证日后绝对不会再犯这种错误。周总理说明这件事，也算是给熊向晖道了歉。
熊向晖听了周总理的话非常震撼，他知道周总理生平做事周到细密，思虑周全，这次丢失小本子实属事出有因。这件事只有周总理自己知道，但他不仅对熊向晖说了，还向中央打了报告，要求处分。熊向晖说：
周总理的这种光明磊落，我确实从来没有见过。
熊向晖到上海住了两个星期后，周总理通知他南京方面没有动静，可以回西安工作了，熊向晖于是又回到了胡宗南的身边。后来，在西北战场为党提供了大量极富价值的情报，包括胡宗南闪击延安、调兵遣将的部署等等，被毛主席夸赞为：“一个人能顶几个师。”
2014年上映的谍战片《一号目标》中，就有这个周总理丢失笔记本的桥段，电影中，周总理为了让马歇尔交还笔记本，请他看了一出《蒋干盗书》的戏剧，马歇尔看后受到触动，于是交还了笔记本。这个故事属于艺术加工。
