1926年 5月，任颜惠庆内阁财政总长。7月，杜锡组阁，留任财政总长。10月，代理国务总理兼外交总长。11月，发表终止中国与比利时条约宣言。
1927年 1月，署理国务总理兼外交总长。6月，张作霖组织军政府，顾内阁总辞职。
1928年 7月，被南京国民政府通缉，离国赴欧洲旅居。
1929年应张学良之邀，返国抵沈阳。
1930年往来于沈阳、北京之间，为张学良提供外交咨询。
1931年九·一八事变发生，任“国民党特种外交委员会”委员。11月，任国民政府外交部长。12月，辞外交部长职。
1932年 3月，任国联李顿调查团中国顾问。4月，陪调查团赴东北调查。8月，被委任为驻法国公使。10月，任国联中国代表。
1933年 5月，任日内瓦裁军会议中国代表。9月，出席国联第14届大会。顾维钧1934年 6月，请假返国。
1935年暂居国内。
1936年 2月，中法外交关系升格，任驻法大使。
1937年 9月，在国联呼吁制裁日本侵略。10月，奉派为中国出席布鲁塞尔会议代表。
1938年年初，与法国交涉中国军火从越南过境事。7月，与美国财长摩根索接洽援华事宜。
1939年 3月，接国民政府电令，与法国探讨中、法、英合作事。11月，召集中国驻欧使节商讨外交方针，建议国民政府加强对美外交。
1940年 6月，巴黎被德国占领，随法国政府迁至维希。
1941年 5月，调任驻英大使。7月，抵达伦敦。
1942年春，交涉英国对华5000万英镑贷款。12月，参与中英新约谈判，对条约签订起了重要作用。次年，加入国民党。
1943年 3月，返英途中抵美，力促宋美龄访英，未果。7月，宋子文访英，安排并参加与英国政府会谈等事宜。
1944年 8月，任中国首席代表，赴美国参加敦巴顿橡树园会议，商讨第二次世界大战战后事务和筹建联合国。
1945年 4-6月，任中国出席旧金山联合国制宪大会代表，并代理代表团长，代表中国第一个在联合国宪章上签字。12月，任中国出席联合国第一届大会代表。
1946年 6月，调任驻美大使。7月，抵达华盛顿就任。
1947年 5月，向美国政府提出10亿美元贷款要求。
1948年 11月，向杜鲁门总统提出援华要求。12月被中国共产党宣布为战犯。
1949年 5月，与胡适等人向蒋介石建议推行改革，任用新人，随后，劝说胡适出山组织由留美学生组成的新内阁。
1950年 6月，朝鲜战争爆发，就杜鲁门声明向台湾提出应对建议。
1951年 6月，向美国国务卿杜勒斯声明台湾有关对日和约的立场。
1952年 10月，向叶公超提出辞职要求，被劝阻。
1953年 3月，向美国提出缔结美台“共同防御条约”的要求。
1954年 11月，和叶公超一起与美国谈判“共同防御条约”。12月2日，条约签字。
1955年 1-2月，与美国政府交涉国民党军从大陈岛撤退和美国协防金门、马祖事宜。
1956年 2月，递交辞呈。4月，被免“大使”职务，同时被聘为“总政府”资政。
1957年 1月，经联合国大会和安理会多次投票，当选国际法院法官。
晚年的顾维钧1959年与黄蕙兰离婚。与严幼韵结婚。
1960年开始口述回忆录的工作。
1964年当选为国际法院副院长。
1966年 10月，退出国际法院法官竞选。
1967年定居纽约，开始退休生活。
1972年 9月，章含之受毛泽东委托前来拜访。
1976年口述回忆录完成，捐赠母校哥伦比亚大学。
1985年 11月14日，于纽约寓所无疾而终。享年98岁。