Han gikk i 1977 inn i utenrikstjenesten, der hans første posteringer utenlands var i Finland fra 1979 til 1982 og deretter fra 1982 til 1985 ved Norges delegasjon til FN i New York. I årene 1987 til 1989 var Traavik ved Norges delegasjon til NATO i Brussel. Han ledet fra 1989 til 1992 avdelingen som har ansvar for sikkerhetspolitikk og våpenkontroll i Utenriksdepartementet. Fra 1992 til 1994 ledet han avdelingen for europeiske saker og fra 1994 til 1997 var han ministerråd ved Norges delegasjon til EU i Brussel. Traavik ble i 1997 utnevnt til ambassadør og fikk ansvar for forberedelsene til og gjennomføringen av Norges formannskap i Organisasjonen for sikkerhet og samarbeid i Europa (OSSE) i 1999. I oktober 2001 ble Traavik utnevnt til statssekretær i Utenriksdepartementet. Han var statssekretær for Høyre i Kjell Magne Bondeviks andre regjering til oktober 2005 og fungerte som viseutenriksminister.