1983年,刚进入世界卫生组织的李钟郁被派往斐济从事麻风病防治工作。由于工作非常出色,一年后他被破格任命为世卫组织在南太平洋地区麻风病防治医疗队的总负责人,随后在塔希提岛、所罗门群岛等地普及世界卫生组织研究出的治疗方法。
李钟郁走遍了南太平洋偏远地区的各个角落。炎热潮湿的气候、落后的交通、各种各样的热带疾病、艰苦的生活条件,都令人望而生畏。更困难的是,热带海岛上病人不会自己找上门来,需要医生上门服务。作为当时的麻风病治疗小组负责人,李钟郁与熟悉当地情况的土著组成探险队,在密林中寻找患者,向他们提供医药。
1986年,李钟郁又被调往东南亚地区工作。他一边行医,一边将在西太平洋地区消灭麻风病作为目标。不久,世界卫生组织将消灭麻风病确立为全世界范围的目标,并取得了很大成果。
在第一线连续工作10年后,由于表现出色,1993年,李钟郁被调到菲律宾担任世界卫生组织西太平洋事务处疾病管理局局长,1994年起担任世界卫生组织防疫署署长,以及世界儿童接种运动的负责人。在担任世界卫生组织防疫署署长期间,李钟郁全力投入到小儿麻痹症的防治工作上,使其发病率降到万分之一以下,基本被消灭。世界卫生组织的这一成果赢得了一片赞誉。1995年,美国《科学美国人》杂志将李钟郁称为“疫苗沙皇”。
2001年,全球范围内肺结核病死灰复燃,病例大幅增加,世界卫生组织成立了肺结核防治局,并任命总干事特别代表李钟郁兼任这个局的首任局长。上任后,他积极争取各国政府和基金会的资助,同时发起全球抗肺结核药物支持活动并取得了成功。