2000年，台灣政黨輪替，李遠哲受命籌組「兩岸跨黨派小組」，提出「三個認知、四個建議」。主張台灣現狀改變需要以民主程序得到人民同意，以中華民國憲法來回應對岸「一個中國」。可是國民黨不願背書，陳水扁也未真心對待。「國家統一委員會」也形同放入冷凍庫，兩岸關係嚴峻化。大陸方面對李遠哲這位「老朋友」，也有了不同以前的對待。
2002年6月，北京清華為楊振寧的八十大壽舉辦「前沿科學國際研討會」，有14位諾貝爾獎得主參加。李遠哲了解，以當時的兩岸氛圍，沒有江澤民的拍板，他是不可能成行的。可是李遠哲到了北京才發現，原先說好由他主持的討論活動變調了，公開的活動資料，李遠哲的名字不見了，他也隱約感覺到中共不同派系之間的角力。李遠哲想取道上海返台，也未得同意，只好比預定時程提早離開北京。2002起，李遠哲三度代表台灣領袖出席APEC年會，見面的對象由江澤民換到胡錦濤，姿態較柔軟，但兩岸之間在此國際場合未有任何突破。李遠哲和中國科學界的舊日情誼，也進入一種近乎封存的狀態，彼此之間都不好再提起。
「行政院」與「那個人」
沈君山在《浮生後記》說，1972年保釣時期，他去芝加哥找林孝信，林孝信建議他可以和當時在芝加哥大學漸有名氣的李遠哲談一談。沈君山於是去了李遠哲的實驗室，長談之後，李遠哲說：「一個人的時間、精力有限，我現在努力做研究，本業做好後，不會忘記台灣的。」
1980年代，許多台灣早期留美的人，在學術界和科技產業界都有了相當的成就，往來於美、台、中、港之間，希望對台灣的科技產業以及中國大陸的改革開放有助益，田長霖、李遠哲、沈君山，都可以說是其中代表性的人物。
2007年，筆者在中研院請問李遠哲：今年初在一場座談會上，加州大學柏克萊分校的校長Robert Birgeneau，當面向您說，他常向柏克萊的學生引述您流傳在校園的一段名言：『當年我到柏克萊做研究生，跟世界最好的師資陣容學習；後來我回到柏克萊做教授，因為這裏有世界上最優秀的研究生。』您是在什麼狀況下，說這一句話的？」
李遠哲答：「那時我在Oak Ridge開會，忽然大家都向我道賀，也接到學校緊急通知我回去，我才知道得獎了，回到柏克萊後，我就公開講了這一句話。後來，柏克萊的文理學院（College of Letters & Science）就把這句話放在他們的網頁上，成為柏克萊校園中的名言。」李遠哲又說：「這樣講好像有點自誇，去年美國的《化學教育》期刊做了一個調查，其中有一題問說，誰對美國化學界教育貢獻最大？結果我得到最多票，我已經離開美國12年了，他們還沒有忘記我。我的博士生之中有17位，目前都已是美國大學的正教授，且有兩位女性是科學院院士。回到台灣這些年，在這一方面的成果不如，我自己也覺得很遺憾。」 （相關報導： 蔡英文台南誓師：6天之後走進台北城，我們要改變，台灣要改變 ｜ 更多文章 ）
2008年，李遠哲當選國際科學聯合會（ICSU）的候任理事長，2011年正式就任，有了更多的國際活動。以台灣的國際處境，這可說是一意外奇蹟，亦可見在國際科學界，他是有豐富人脈。
