В ноябре 1961 года он был избран исполняющим обязанности, а спустя год — генеральным секретарем ООН.
Деятельность У Тана получила широкую международную известность. Он проявил себя активным сторонником предоставления независимости колониальным странам и народам, последовательно выступал за осуществление принципов мирного сосуществования, за решение международных конфликтов и споров путем переговоров.
Следуя этой политической линии, У Тан содействовал мирному урегулированию кубинского кризиса в октябре 1962 года, решению вопроса о возвращении Западного Ириана Индонезии, урегулированию сфабрикованного западными державами в 1964 году так называемого «финансового кризиса» ООН и ряда других важнейших международных проблем.
Операция ООН в Конго показала всему миру трагическое несоответствие исполнительного механизма ООН новым условиям, сложившимся в Организации в связи с приходом в нее десятков новых государств и громадными сдвигами в международных отношениях.
У Тан это учел. Говоря о политических функциях генерального секретаря ООН, У Тан в 1964 году заявил: «Генеральный секретарь является прежде всего слугой Организации и может действовать только в рамках полномочий, представляемых ему в каждом конкретном случае Советом Безопасности или Генеральной Ассамблеей, он должен поддерживать тесный контакт и постоянно консультироваться с членами Организации и правительствами, непосредственно заинтересованными в решении данной проблемы».
В общем он следовал этой формуле, хотя впоследствии и допускал некоторые отступления под нажимом западных держав, и под влиянием своих советников из западных стран.
За годы своей службы на посту генерального секретаря ООН У Тан снискал большой международный авторитет. Большинство его заявлений были политически определенными, яркими. Они публиковались во всех странах мира. К его оценкам прислушивались и друзья и враги ООН.