Sau khi đất nước thống nhất, bà làm Bộ trưởng Bộ Giáo dục (1976-1987), rồi Chủ nhiệm Ủy ban Đối ngoại Quốc hội, Phó trưởng Ban Đối ngoại Trung ương Đảng (1987-1992). Bà còn là Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá V (03/1982-1986), Đại biểu Quốc hội khá dài, 26 năm, từ khoá VI đến khoá X (1976-2002).

Năm 1992, tại kỳ họp Quốc hội khóa IX, bà được bầu làm Phó chủ tịch nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam và giữ chức vụ này liên tục trong 10 năm (1992-2002). Bà là người phụ nữ Việt Nam thứ hai giữ chức vụ phó nguyên thủ[4] và là người phụ nữ Việt Nam thứ hai giữ chức vụ Phó chủ tịch nước sau bà Nguyễn Thị Định - Phó chủ tịch hội đồng nhà nước(Phó chủ tịch hội đồng nhà nước tương đương phó chủ tịch nước bây giờ).

Sau khi nghỉ hưu vào năm 2002, bà tiếp tục làm Chủ tịch của Quỹ Bảo trợ trẻ em Việt Nam. Năm 2003, bà thành lập Quỹ Hòa bình và phát triển Việt Nam và làm Chủ tịch của tổ chức này cho đến nay. Ngoài ra, bà cũng là Chủ tịch danh dự của Hội nạn nhân chất độc da cam/đioxin Việt Nam kể từ khi hội này được thành lập vào tháng 1/2004. Năm 2001, Chủ tịch nước Trần Đức Lương trao tặng cho bà Huân chương Hồ Chí Minh để ghi nhận những công lao to lớn của bà đối với Đảng Cộng sản Việt Nam và Nhà nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam.