Cependant, Jean-Claude Killy n'oublie pas sa passion première, le ski. C'est ainsi qu'il contribue à développer l'image de ce sport en participant à l'amélioration des moyens techniques, de sécurité et de promotion des stations hivernales et en devenant membre du Comité Exécutif Alpin de la Fédération internationale de ski (FIS) pendant plusieurs années. Avec son ami Michel Barnier, il lance la candidature d'Albertville pour l'organisation des Jeux olympiques, puis il sera coprésident du Comité d'organisation des Jeux olympiques d'hiver en 1992. C'est lui qui décide de nommer Michel Platini pour allumer le flambeau olympique contre l'avis de nombreuses personnes. Il préside ensuite la commission de coordination des Jeux olympiques d'hiver de 2006 à Turin et est également désigné pour superviser les Jeux de Sotchi de 2014. Enfin, en 2004, il joue un rôle important dans l'attribution des Championnats du monde de ski alpin 2009 à Val-d'Isère lors du Congrès de la FIS de Miami. Cependant, il démissionne le de son poste de président exécutif du directoire des mondiaux de Val d'Isère afin de protester contre une situation politique confuse et mettre en avant les retards pris dans la construction du centre sportif ainsi que dans les travaux d'aménagement des pistes. Depuis plus de 20 ans, le domaine skiable qui s'étend du col de l'Iseran à Val d'Isère, au Glacier de la Grande Motte à Tignes porte le nom d'Espace Killy.