I 2003 ble Yssen ansatt som internasjonal sekretær i LO og avdelingsleder for organisasjonens internasjonale avdeling. Det var Gerd-Liv Valla som ønsket henne i denne stillingen. Etter lengre tids sykdom sa hun opp jobben i januar 2007 fordi hun mente seg trakassert av LO-lederen. Oppsigelsen førte til den såkalte «Valla-saken», som endte med at Valla trakk seg som LO-leder etter at et uavhengig granskningsutvalg hadde slått fast at Valla hadde trakassert Ingunn Yssen.