2004年起擔任國家安全保障會議政策調整室室長、外交通商部副長官助理、青瓦台統一外交安全首席秘書等職務。
2013年3月11日,他被韓國總統朴槿惠任命為韓國外交通商部長官,後這一職稱在3月25日正式更名為韓國外交部長官。
2013年04月20日韓國外交部長官尹炳世將正式訪華
2013年6月17日唐家璇會見韓國外交部長官尹炳世
2014年9月23日,發表了 《提議朝鮮進行人權對話》
2017年6月19日,韓國前外交部長官尹炳世在外交部大樓出席離職儀式並指出,雖然政府換屆,但韓國所面臨的外交形勢愈發嚴峻,尤其是朝鮮問題會持續對韓國帶來種種挑戰。