Dillon deltok i andre verdenskrig under United States Navy og ble i 1953 USAs ambassadør i Frankrike, en stilling han hadde til 1957. I 1961 ble han utnevnt til finansminister av den demokratiske presidenten John F. Kennedy, et embete han fikk beholde etter attentatet mot John F. Kennedy i 1963 av påtroppende president Lyndon B. Johnson, på grunn av Dillons politikk for en solid økonomisk ekspansjon. Han var også medlem av National Security Council under Cubakrisen.