2003年8月，王光亚第四次到“中国常驻联合国代表团”工作，并接替退休的王英凡，出任“中国驻联合国大使”。2008年9月26日任期结束。回国后，王再次出任外交部副部长，并兼任外交部党委书记。
主管港澳事务.2010年10月，国务院宣布，由王光亚接替即将退休的廖晖，出任国务院港澳事务办公室主任。时任香港特别行政区行政长官曾荫权，在10月8日晚即发表声明，祝贺王光亚接任港澳办主任一职，期望与王光亚紧密合作。2017年9月，王光亚届龄退休。2018年3月，在第十三届全国人民代表大会