Kiến trúc sư của chính sách Ngoại giao Quốc phòng Đổi mới

Năm 2009, ông được bổ nhiệm giữ chức vụ Thứ trưởng Bộ Quốc phòng và được phong hàm Thượng tướng vào năm 2013. Trên cương vị phụ trách công tác đối ngoại quốc phòng, Thượng tướng Nguyễn Chí Vịnh đã thể hiện tầm vóc của một nhà ngoại giao quân sự bản lĩnh, quyết đoán và linh hoạt. Ông là người kiên trì thực hiện và cụ thể hóa quan điểm "bảo vệ Tổ quốc từ sớm, từ xa bằng biện pháp hòa bình".

Ông đã trực tiếp chỉ đạo, tham mưu xây dựng Chính sách Quốc phòng "4 Không" của Việt Nam, đồng thời thúc đẩy quan hệ hợp tác song phương và đa phương với các cường quốc trên thế giới cũng như các nước trong khu vực ASEAN. Với phương châm "dĩ bất biến, ứng vạn biến", ông luôn kiên định giữ vững nguyên tắc độc lập, tự chủ, chủ quyền quốc gia, đồng thời tạo dựng được sự tin cậy chiến lược với các đối tác tế, biến đối ngoại quốc phòng trở thành một trong những trụ cột quan trọng nhất của nền ngoại giao Việt Nam.