1977년 외교부에 들어가 36년간의 공직생활을 마치고 2013년 퇴직하였다. 외교부에서 국제기구국장, 주유엔 차석대사, 외교정책실장, 북핵 6자회담 수석대표, 한반도평화교섭본부장, 주영국 대사, 제2차관 등의 요직을 두루 거쳤다. 이명박 정부 후반기 2년 반 동안은 외교안보수석을 지냈다.
1994년 1차 북핵 위기 당시 주오스트리아 대사관에서 IAEA의 북핵 업무를 담당한 것으로 시작해 주유엔 대표부의 안보리 담당 참사관(1996~1997), 대북경수로사업기획단의 국제부장(1999~2001), NSG(핵공급국그룹) 의장(2002), 유엔 미사일 전문가패널 위원(2003~2004) 등을 거치면서 북한과 핵·미사일 분야에서 실무 경험과 전문 지식을 쌓았다.
북핵 6자회담 수석대표 시절 김계관 북한 수석대표와의 담판으로 2007년 2.13합의를 이끌어냈다. 외교안보수석 재임 중 2011년 1월 ‘아덴만 여명작전’을 건의해 해적들의 한국 선박 납치를 근절했으며, 2012년 ‘한미 미사일지침’ 전면개정을 통해 한국 미사일 능력의 획기적인 증강 토대를 마련하기도 했다.
퇴직 이후에는 국내외에서 활발한 강연과 토론, 언론 기고 등을 통해 외교·안보 담론 형성에 적극적으로 참여하고 있다. 2013년 (사)한반도미래포럼을 창설하여 매달 외교·안보 현안에 관한 전문가 토론회를 개최하고 있으며, ‘핵위기그룹’(NCG)의 위원으로 국제 핵 군축·비확산 노력에도 참여하고 있다.