2004年起担任国家安全保障会议政策调整室室长、外交通商部副长官助理、青瓦台统一外交安全首席秘书等职务。

2013年3月11日，他被韩国总统朴槿惠任命为韩国外交通商部长官，后这一职称在3月25日正式更名为韩国外交部长官。

2013年04月20日韩国外交部长官尹炳世将正式访华

2013年6月17日唐家璇会见韩国外交部长官尹炳世

2014年9月23日，发表了《提议朝鲜进行人权对话》

2017年6月19日，韩国前外交部长官尹炳世在外交部大楼出席离职仪式并指出，虽然政府换届，但韩国所面临的外交形势愈发严峻，尤其是朝鲜问题会持续对韩国带来种种挑战。