1990年海湾战争爆发后，安南负责同伊拉克谈判释放联合国及其他国际组织工作人员的人质问题。此后，他率联合国小组同伊拉克进行了“石油换食品”的谈判。安南1993年3月出任联合国负责维持和平事务的副秘书长，主管联合国在世界各地的维和行动。曾作为负责前南斯拉夫地区的联合国秘书长特使和赴北约特使，协调有关国家的关系。
1996年12月17日，第51届联大任命安南为联合国第七任秘书长。1997年1月1日，他正式就职，任期5年。2001年6月，联大通过安理会提名安南连任秘书长，任期至2006年12月31日。安南担任秘书长期间，曾于1998年赴巴格达进行斡旋，化解伊拉克武器核查危机。2001年10月，安南与联合国同获当年诺贝尔和平奖。2005年3月，由美联储前主席沃尔克领导的独立调查委员会发表报告指出，安南在伊拉克“石油换食品”计划实施过程中没有任何腐败行为。
安南曾于1997年5月、1998年3月、1999年11月、2001年1月和2004年10月五次访华。2006年5月安南在离任前最后一次访问中国。
