Vào năm 2016 - Đại sứ Nguyễn Hồng Thao trở thành người Việt Nam đầu tiên trúng cử thành viên Ủy ban Luật pháp quốc tế. Trong nhiệm kỳ 2017-2022, Đại sứ luôn chủ động phát huy vai tṛ trong việc thúc đẩy các kết quả nghiên cứu của ILC, tích cực phát biểu và tham gia thảo luận các chủ đề tại Ủy ban.
GS. TS Nguyễn Hồng Thao đă có những đóng góp vào các chủ đề truyền thống là mối quan tâm của giới nghiên cứu nói chung, như thừa kế quốc gia, giải quyết tranh chấp quốc tế...
Bên cạnh đó, đại sứ góp phần thể hiện sự quan tâm của các nước đang phát triển đối với những chủ đề mới và phi truyền thống. Ông tham gia sôi nổi trong các phiên thảo luận về chủ đề bảo vệ bầu khí quyển, bảo vệ môi trường trong xung đột vũ trang...
Với vai tṛ đoàn kết, ḥa đồng và đóng góp tích cực cho công việc của Ủy ban nên năm 2018, kỷ niệm 70 năm thành lập ILC, Đại sứ Nguyễn Hồng Thao đă được các đồng nghiệp bầu vào vị trí Phó Chủ tịch thứ hai của Ủy ban, một vị trí không phải ai ở nhiệm kỳ đầu tiên cũng có được.
Tháng 11/2021, Đại sứ tái đắc cử vị trí thành viên ILC nhiệm kỳ 2023-2027, trong cuộc bỏ phiếu tại Đại hội đồng Liên Hợp Quốc khóa 76 ở New York, với 145/191 phiếu bầu, xếp thứ 4 trong số 11 ứng cử viên của khu vực châu Á-Thái B́nh Dương.
Ông Nguyễn Hồng Thao tốt nghiệp Tiến sỹ Luật tại Trường Paris I, ĐH Sorbonne, Pháp. Ông từng giữ cương vị Phó Chủ nhiệm Ủy ban Biên giới quốc gia, Trưởng đoàn đàm phán các hiệp định biên giới với các nước láng giềng của Việt Nam.
Ông c̣n giữ vai tṛ cố vấn pháp lư cho các dự án luật quan trọng như Luật Biển, Luật Môi trường; là thành viên sáng lập Hội Luật quốc tế Việt Nam (VSIL), Hội Luật quốc tế châu Á (AsianSIL). Từ năm 2020, ông là Trọng tài viên Công ước của Liên Hợp Quốc về Luật biển 1982 (UNCLOS).