Generallöjtnant HR McMaster berättade för ABC News att det rådde enighet med Kina om att detta var en situation som "inte kunde fortsätta".
Kommentarerna kommer efter en misslyckad missil test uppskjutning av Nordkorea och en massiv militär parad.
President Trump hade tidigare sagt att Kina "arbetar med oss" i frågan.
Peking, Pyongyangs största allierade, har utsatts för påtryckningar från Washington för att utöva mer press på sin granne.
Söndagens kommentarer verkar vara den första bekräftelsen på att båda länderna arbetar tillsammans för att hantera den nordkoreanska frågan.
Gen McMaster, som var i Afghanistans huvudstad, Kabul, sade den senaste lanseringen "passar in i ett mönster av provocerande, destabiliserande och hotfullt beteende".
"Presidenten har klargjort att han inte kommer att acceptera att USA och dess allierade och partner i regionen är under hot från denna fientliga regim med kärnvapen", sade han.
"Jag tror att det finns ett internationellt samförstånd nu, inklusive det kinesiska och det kinesiska ledarskapet, att detta är en situation som helt enkelt inte kan fortsätta."
President Donald Trump och Kinas president Xi Jinping diskuterade Nordkorea under ett möte förra veckan. Xi erbjöd samarbete om "kommunikation och samordning", BBC:s rapporter om Robin Brant i Shanghai.
Tidigare på söndagen sade sydkoreanska och amerikanska militärer att en nordkoreansk missil hade detonerat strax efter avfyrningen. US Pacific Command sa att den trodde att det var en ballistisk missil.
Undersökningar fortsatte, men en namnlös amerikansk tjänsteman sade att det var osannolikt att det var en interkontinental (ICBM) missil.
Ballistiska missiler följer höga banor och är initialt drivs och guidas, men faller till sitt mål under gravitation. ICBM följer en sub-orbital bana, andra stannar i atmosfären.
Nordkoreas mål är att kunna sätta en kärnstridsspets på en ICBM som kan nå mål runt om i världen.
Pyongyang har gjort anspråk på att ha miniutrustade kärnstridsspetsar för användning på missiler, även om experter har kastat tvivel på detta med tanke på bristen på bevis.
Staten har redan genomfört fem kärnvapenprov och en rad missiluppskjutningar i strid med FN:s resolutioner.
Den har tidigare drabbats av provfel, men de har inte avskräckt dess utvecklingsprogram.
Samtidigt är USA:s vicepresident Mike Pence på en 10-dagars tur i Asien som syftar till att försäkra allierade om USA:s engagemang för sin säkerhet.
I den sydkoreanska huvudstaden, Seoul, kallade Pence den misslyckade lanseringen ett "anbud". Han ska diskutera Nordkorea med tillförordnad president Hwang Kyo-ahn.
Förenade kungarikets utrikesminister Boris Johnson utfärdade under tiden ytterligare en varning till Nordkorea efter dess misslyckade missiluppskjutning.
"De måste stoppa dessa krigförande handlingar och följa FN:s resolutioner", sade han.
På fredagen varnade Kinas utrikesminister Wang Yi för att situationen i regionen trappades upp och att "konflikten kunde bryta ut när som helst".
Till följd av spänningen på Koreahalvön ångar en grupp amerikanska hangarfartyg mot regionen.
USA och Kina arbetar på ett "utbud av alternativ" om Nordkorea, USA: s främsta säkerhetsrådgivare har sagt, som spänningar ökar över landets kärnvapen- och missilprogram.