Sa thèse sur "Le Comité International de la Croix-Rouge et les détenus politiques" l'amène à devenir délégué du CICR, d'abord en Inde (1965), puis au Vietnam (1966). Il a été chef de délégation en Syrie (1967), et en Israël (1969- 70) avec, entre deux, des missions au Nigéria/Biafra et auprès du Vatican. En 1971, il se marie et devient délégué régional pour l’Amérique du Sud, basé à Caracas, et, en 1972, Délégué général pour l’Afrique. Membre de la Direction du CICR de 1975 à 1988, il a été successivement Directeur de la Doctrine et du Droit, puis des Affaires générales et finalement Directeur général.

En novembre 1988, il a quitté ses fonctions professionnelles au CICR pour devenir Secrétaire général de l'Organisation mondiale du Mouvement Scout (OMMS) et, simultanément, Membre du CICR où il siège encore comme Membre du Conseil de l'Assemblée. De 1965 à 2007 il a fait 242 missions dans 79 pays pour le CICR.

Pendant ses 15 ans à la tête du Scoutisme mondial, ce Mouvement – la plus grande organisation de jeunesse au monde – a passé de 16 à 28 millions de membres actifs et de 120 à 155 pays, dans lesquels Jacques Moreillon a effectué 415 missions dans 105 d'entre eux pour l’OMMS. Il a pris sa retraite de l’OMMS en avril 2004.

Prenant la succession du Professeur Jacques Freymond en 1989, il a également été pendant quinze ans Président du Centre expérimental de la négociation internationale (CEPNI-CASIN) à Genève, puis membre de son Conseil jusqu’à fin 2007.

Outre le CICR, il reste membre de divers comités, telles les Fondations Pro Victimis et Ousseimi. En 2006 il a été élu Président de l’Association des Anciens de HEI (AAI).

Entre autres distinctions, celle de Chevalier de la Légion d'honneur lui a été remise par M. Balladur, Premier Ministre de France. Le Roi Hassan II du Maroc lui a décerné l'Ordre de l'Issam Alaoui, le Président Wade du Sénégal celui d'Officier de l'Ordre National du Lion et le Roi de Suède son Ordre Royal.