2018年1月1日の「新年の辞」において「米本土全域がわれわれの核攻撃の射程圏内にあり、核のボタンが私の事務室の机の上に常に置かれていること、これは決して威嚇ではなく、現実だということをはっきり理解すべきだ」と述べてアメリカを牽制する一方、平昌冬季五輪に北朝鮮代表団を派遣する用意があるとも述べた。この金正恩の声明を受けて1月9日にも南北閣僚級会談が行われ、北朝鮮が平昌冬季五輪に参加することを正式に表明し、2018年平昌オリンピックの開会式に妹の金与正労働党宣伝扇動部第一副部長と金永南最高人民会議常任委員会委員長ら、2018年平昌オリンピックの閉会式には金英哲労働党統一戦線部長を団長とする代表団を派遣した。2018年3月5日、訪朝した韓国の文在寅大統領の特使である鄭義溶国家安全保障室長と会談して「軍事的脅威が取り除かれ、体制の安全が保証されれば核を保有する理由はない」と述べて4月に南北首脳会談を板門店で行うことで合意した。それまで金正恩は外国の政府要人との会見は中国と4回、キューバと2回、シリアと1回の計7回しかなかったために極めて異例だった。特使との会談中に正恩は「我が国がミサイルを発射し、大統領が未明にNSC(国家安全保障会議)を開催したため、ご苦労をおかけしました。きょう決心したので、もう文大統領は未明に起きなくて大丈夫です」という軽口を飛ばした。また南北首脳のホットライン設置でも合意し「これで実務的な対話が行き詰まっても、大統領と私が直通電話で話せば簡単に解決されます」と語った。北朝鮮から帰国した鄭義溶は8日にも訪米してトランプ米大統領と会談。その会談後、記者団の前で金正恩の「直接会い、話をすれば大きな成果を出すことができるだろう」という言葉をトランプ米大統領に伝え、トランプ大統領も米朝首脳会談を受諾した旨を発表したが、北朝鮮からの公式な反応は無かった。2018年3月25日、最高指導者就任後初の外遊として妻の李雪主夫人や党副委員長の崔竜海、李洙墉、金英哲らを伴って中国を訪れ、最高指導者就任後初の外国政府首脳との会談を中国の習近平総書記兼国家主席と行って初めて具体的条件に触れて米韓の段階的・同時的な措置を条件に「金日成主席と金正日総書記の遺訓である朝鮮半島の非核化に尽力する」と述べて中国と連携強化する意向を表明し、米朝首脳会談にも直接言及してトランプ米大統領への伝言も託した。また、六者会合への復帰や経済協力と安全保障面での中国への支援要請も述べたとも日本のメディアは報じている。朝鮮中央通信は金正恩が「実の兄弟のように温かく、我々の訪問提案を快諾して短期間で手配した習近平総書記同志に感謝する。初の外遊先が中国の首都なのは極めて当然であり、私の崇高な義務だ」「兄弟的隣国である中国の国際的威信が日増しに高まってることは自分のことのようで喜ばしい。中華民族の偉大なる復興を成し遂げることを切望する」と北京の人民大会堂で演説したと報じ、直後に制作された朝鮮中央テレビの記録映画では習近平との贈り物の交換や中国科学院への視察の様子などが含まれていたものの中国中央電視台で放送された北朝鮮国内で金正恩が現地指導で部下にメモを取らせる姿と対照的な習近平の発言をメモに書き留める金正恩の映像は削除されていた。2018年3月30日、訪朝したIOC会長のトーマス・バッハ会長と会談して平昌オリンピックでの特例措置に感謝し、2020年東京オリンピックと2022年北京オリンピックにも北朝鮮を参加させる意向を表明した。2018年3月31日、2000年に平壌を訪問したマデレーン・オルブライト米国務長官と金正日の直接会談以来の米朝のハイレベル対話を極秘訪朝したマイク・ポンペオCIA長官と行った。非核化や拘束された米国人解放などを議論したとされる。2018年4月1日、K-POPアーティストなどで構成された韓国芸術団が訪朝し、東平壌大劇場で妻の李雪主や実妹の金与正とともに北朝鮮の最高指導者では初めて韓国の芸術団公演を直接鑑賞した。2018年4月8日、金正恩が朝鮮半島の非核化を議論する意思を持つことが初めて北朝鮮から米国に直接伝達され、9日には朝鮮労働党政治局会議の席上で金正恩が米朝首脳会談ではないものの展望として米朝対話に公式で初めて言及した。2018年4月13日、「金日成生誕106周年の国際芸術祭」に参加するために中国芸術団とともに訪朝した中国共産党中央対外連絡部部長の宋濤と「重大な問題や国際情勢」で意見交換し、中朝関係の強化で一致して党と政府を総動員して最高の礼遇でもてなすと述べた。同時期にイギリス・フランス・米国が行ったシリアへの軍事攻撃や、予定される南北・米朝首脳会談も協議したとみられる。また、翌14日に宴会を自ら開いて李雪主や金与正らが出席した。16日には李雪主とともに中国芸術団の公演を鑑賞し、17日には異例である2度目の会談を宋濤と行って「習近平総書記同志は最も立派な友人で最も親密な同志」と述べた。2018年4月24日、黄海北道で中国人観光客が犠牲になった交通事故を受けて中国大使館と負傷者を治療してる病院を訪問し、負傷者などを乗せた特別列車を編成させて被害者に見舞金も送金した。国内の事故を公表して最高指導者自らが謝罪して対応したのは異例とされ、責任者は銃殺刑に処されたとされる。2018年4月27日、北朝鮮の最高指導者として史上初めて板門店の軍事境界線を超えて韓国を訪問した。軍事境界線越しに韓国の文在寅大統領と握手して正恩が軍事境界線を越えた後、正恩に促される形で文在寅も軍事境界線を越えて北朝鮮側へ入るやり取りがあったが、これは正恩のアドリブであったという。板門店の韓国側施設「平和の家」において文在寅大統領と11年ぶりの南北首脳会談に及び、両国首脳の合意文書「板門店宣言」を出した。その中で、「朝鮮半島の完全な非核化を共通の目的とすること」を確認するとともに、「年内に朝鮮戦争休戦協定を平和協定にすることを目指して恒久的な平和構築に向けた南・北・米3者、または南・北・米・中4者会談の開催を積極的に推進すること」、さらに、「軍事境界線一帯での敵対行為を中止して非武装地帯(DMZ)を実質的な『平和地帯』とすること」などで合意した。正恩は「民族の分断の悲劇と統一への熱望がつまっている、ここ板門店で開かれる会談に、歴史的な責任感を持って会談に臨んだ。この合意が、もう二度と死文化されないように、緊密に話し合いを行い、実を結ぶために努力する」と述べた。2018年5月2日、中国外相として11年ぶりに訪朝した王毅と会談し、中国の積極的な貢献を高く評価して「朝鮮半島の非核化」に向けた連携強化で一致した。7日、北朝鮮側の訪中要請により、初めて航空機（政府専用機のIL-62）を外遊に利用して実妹の金与正党宣伝扇動部第一副部長や李洙墉党国際部長らと中国の大連を訪問して習近平総書記と会談し、非核化は関係国の敵視政策の廃止と段階的・同時的な措置が条件であることや中朝の交流や連携の強化で一致し、帰国後に『朝鮮中央通信』と『労働新聞』で習近平総書記宛ての礼状が発表された。2018年5月9日、訪朝したマイク・ポンペオ米国務長官と会談し、米朝首脳会談の実務的な問題で合意し、トランプ大統領からの提案を受け入れて拘束していた米国人3名を国務委員長命令で特赦を与えて米国に帰国させた。2018年5月26日、板門店の北朝鮮側の施設「統一閣」で文在寅と2度目となる南北首脳会談を行った。2018年5月31日、訪朝したロシアのセルゲイ・ラブロフ外相と最高指導者就任後初のロシア政府要人との会談を行い、段階的な非核化の必要性で一致した。この際、ロシア国営テレビでラブロフ外相と握手する無表情の金正恩が口角を上げたように映像を改竄されて話題となった。2018年6月10日、米朝首脳会談に出席するため、北朝鮮の要請で中国から貸与された中国国際航空の李克強国務院総理なども使用した政府専用機であるボーイング747-400を利用してシンガポールを訪問し、ホテル「セントレジス・シンガポール」に滞在してシンガポール首相のリー・シェンロンと会談した。2018年6月12日、シンガポールのセントーサ島でトランプ米大統領と史上初の米朝首脳会談を行い、米朝国交正常化や朝鮮半島の完全な非核化などを目指すと掲げた米朝共同声明に署名し、朝鮮中央通信は「米朝は段階的・同時的な措置を原則とすることで一致した」「トランプは米韓合同軍事演習の中止で応じた」と報じた。13日、中国機で平壌に帰国した。2018年6月15日、「血で結ばれた朝中友好をこの上なく大切に思う」と書かれた中国の習近平総書記の誕生日への祝電を花籠とともに5年ぶりにおくり、19日には専用機のIL-62で李雪主夫人や党副委員長の崔竜海、金英哲、李洙墉、朴泰成、内閣総理の朴奉珠らを伴って三度目の訪中を行って中国農業科学院などを視察し、習近平総書記との会談では中朝の戦略的・戦術的協力強化を協議し、「中朝は一つの家族同然であり、古今東西に例のない関係」「中国の同志達と一つの参謀部で協力する」「中華民族の偉大な復興という中国の夢は必ず実現されるだろう」と北京の人民大会堂で演説したと朝鮮中央通信は報じた。また、会談では習近平総書記を「偉大な領袖」「偉大な指導者」と称えたとされる。北朝鮮の最高指導者が立て続けに訪中し、公式の中国メディアと北朝鮮メディアの双方で帰国前に報道された例はないとされる。2018年7月27日、休戦協定締結65周年を記念して朝鮮戦争で戦死した毛沢東の長男である毛岸英の墓を参拝し、「中朝は地理的に近いだけでなく、互いの血と命を捧げて結ばれた例のない特別な関係」と述べた。2018年9月9日、平壌で行われた建国70周年記念行事では、軍事パレードで従来披露されてきた大陸間弾道ロケット(ICBM)は登場せず、経済建設が強調され、隣で閲兵する中国序列3位の栗戦書全国人民代表大会常務委員長と手を取り合って歓声に応え、栗戦書らとの会談では核武装と経済発展を両立させようとした並進路線から非核化と経済重視の新戦略路線への転換が中国から評価され、金正恩も中国の経験に倣う意向を述べた。また、5年ぶりに行われたマスゲームも中国語の表記が出るなど中朝友好の演出が目立ち、李雪主夫人を伴って栗戦書と夜に観覧した。