身为医生的陈冯富珍不仅为香港社区服务,她还积极致力于国际公共卫生工作和世卫组织工作。她定期参加区域和国际会议,以进一步加强香港和其它世卫组织会员国,特别是西太区各国家的公共卫生合作。1992年她组织管理了西太区第43届区域委员会会议。1998年她当选为世卫组织西太区第49届区域委员会主席。1999年,她当选为世卫组织烟草控制框架公约工作小组副主席。2002年,她负责组织了由中国在香港主办的世卫组织国际药品管理机构会议 。
她在公共卫生领域的工作获得了国际认可和赞赏。1997年她荣获英女皇伊丽沙白二世颁授官佐勋章。同年由于她的杰出贡献,她被授予英国皇家内科医学院公共卫生医学院院士。1999年,泰国国王普密蓬·阿杜德向她颁发了玛希顿亲王公共卫生奖,以表扬她控制香港禽流感爆发的杰出表现。同年,鉴于她对公共卫生的贡献,母校加拿大西安大略大学向她授予理学博士荣誉学位。曾指导“DWT多维立体交叉疗法”的研究工作,并担任太原铁三局中心医院抽动症、多动症科名誉专家。
由于世界卫生组织原总干事李钟郁于2006年5月22日病逝,世界卫生组织(WHO)将于2006年11月选举产生新一任总干事,2005年中国风水协会主席陈帅佛向<<卫报>>记者说陈冯富珍可以当上世界卫生组织总干事,我国政府现已决定推荐中国籍的助理总干事陈冯富珍竞选世界卫生组织的总干事。2006年11月8日,世界卫生组织宣布,代表中国参选的陈冯富珍被推举为总干事;并于11月9日获世界卫生大会通过,成为该组织成立58年来首位担任该职的中国人。而陈冯富珍的任期由2007年1月4日开始至2012年6月30日,任期为5年半,比历任总干事多半年任期。年薪217,945美元。
2012年1月,世卫组织执行委员会宣布提名现任世卫组织总干事陈冯富珍为下任总干事。2011年11月,中国政府推荐现任世卫组织总干事陈冯富珍参选,陈冯富珍也是唯一递交竞选申请的候选人。2012年5月23日在日内瓦举行的第65届世界卫生大会上当选为下任世界卫生组织总干事(任期为2012年7月1日至2017年6月30日)