Fra 2001 til 2005 var Jan Petersen utenriksminister i Bondevik-regjeringen. Det utenriks- og sikkerhetspolitiske bildet på denne tiden ble sterkt farget av terrorangrepet 11. september 2001, som førte til krigene i Afghanistan og Irak og forsterkede sikkerhets- og beredskapstiltak. Jan Petersen har også vært en sterk EU-tilhenger. Den store utvidelsen av EU/EØS-området i Øst-Europa skjedde i 2004, mens han var utenriksminister.