ली ने 1945 में सैन फ्रांसिस्को में आयोजित संयुक्त राष्ट्र सम्मेलन में नॉर्वेजियन प्रतिनिधिमंडल का नेतृत्व किया और संयुक्त राष्ट्र सुरक्षा परिषद के प्रावधानों का मसौदा तैयार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। उन्हें 1946 में संयुक्त राष्ट्र महासभा के लिए नॉर्वे के प्रतिनिधिमंडल का नेता नियुक्त किया गया। 1 फ़रवरी 1946 को वे संयुक्त राष्ट्र के पहले महासचिव बने और इस पद पर वे नवंबर 1952 तक रहे। फरवरी 1953 में नए महासचिव के द्वारा कार्यभार ग्रहण करने पर वे इस पद से मुक्त हुये। 

संयुक्त राष्ट्र कार्यक्षेत्र
सम्मान और पुरस्कार
राजनीतिक कार्यक्षेत्र
संयुक्त राष्ट्र के बाद