W kwietniu 2001 został mianowany ministrem spraw zagranicznych Korei Południowej i funkcję tę pełnił do 2002. We wrześniu 2001 został wybrany przewodniczącym Zgromadzenia Ogólnego ONZ. 10 grudnia 2001 w imieniu ONZ odbierał Pokojową Nagrodę Nobla z rąk króla Norwegii Haralda V. Po zakończeniu kadencji przewodniczącego w 2002, powrócił do krajowej polityki i został wybrany w skład Zgromadzenia Narodowego Korei Południowej.
W 2006 bez powodzenia ubiegał się o stanowisko sekretarza generalnego OECD (obok m.in. Marka Belki). Nominację uzyskał jednak Meksykanin José Ángel Gurría.
1 maja 2007 Han Seung-soo został mianowany jednym z trojga specjalnych wysłanników do spraw zmian klimatycznych sekretarza generalnego ONZ Ban Ki-moona.
28 stycznia 2008 prezydent elekt Lee Myung-bak ogłosił, iż Han seung-soo obejmie urząd premiera w jego przyszłym gabinecie. 29 lutego 2008 parlament zatwierdził jego nominację na stanowisko szefa rządu. W głosowaniu, jego kandydaturę Hana Seung-soo poparło 270 posłów, a 94 było przeciw. Opozycyjna liberalna Zjednoczona Partia Demokratyczna, która uważała jego kandydaturę za nieodpowiednią, spowodowała odroczenie zaprzysiężenia, które początkowo miało odbyć się 25 lutego 2008.