Thantista tuli YK:n pääsihteerin sijainen 3. marraskuuta vuonna 1961, kun Dag Hammarskjöld kuoli lento-onnettomuudessa Nbolassa Pohjois-Rhodesiassa, yrittäessään neuvotella Kongon kriisin osapuolten kanssa. Hän vieraili Suomessa heinäkuulla 1962. Yleiskokous valitsi Thantin YK:n pääsihteeriksi 30. marraskuuta vuonna 1962. Ceylonin YK-valtuutettu perusteli Thantin valintaa seuraavasti: