开始外交生涯。抗日战争后期，中国重视对欧洲、美国的外交，董霖在处理欧洲事务方面发挥了自身专长。
驻荷兰大使.1944年底，二战欧洲战场德国已趋于失败。为应对战后局面，国民政府外交部调整外交布局。1945年3月，董霖被任命为中国驻荷兰大使。1945年4月，董霖抵达荷兰流亡政府所在地英国伦敦。1945年5月8日，德国宣布投降。此后，荷兰流亡政府自英国迁回荷兰国内。5月29日，董霖与荷兰签订了《中荷新约》，废除了荷兰对华的不平等条约。同年10月，董霖将使馆自伦敦迁至荷兰海牙的新址。