Pedersen tjenestegjorde som ministerråd ved Norges faste delegasjon til OECD i Paris fra 1985 til 1990. Fra 1999 til 1995 var han ministerråd ved ambassaden i Washington D.C. Fra 1995 var han underdirektør i Utenriksdepartementet, og i perioden 1995–2000 var han spesialrådgiver i Utenriksdepartementet og ambassadør til Det internasjonale energibyrået. Pedersen var ambassadør i Tallinn fra 2000 til 2005, og fra 2005 til 2007 var han ambassadør i Tunis. Fra 2007 til 2010 var han ambassadør i Alger.