2013년 2월 28일, 윤병세 외교부 장관 후보자에 대한 국회 외통위원회 인사청문회에서 이화여대에 재적하고 있던 그의 딸이 2008년부터 2010년까지 5차례에 걸쳐 '가계곤란 장학금'을 받은 사실이 문제가 되었다. 그는 김앤장 로펌 고문으로 일하면서 2009년 8760만원, 2010년 1억5600만원을 받은 억대 연봉자였다.
2016년 9월 26일, 서울 외교부 청사에서 열린 국회 외교통일위원회 국정감사에서 "중국 공안(경찰)을 제주도에 파견하는 방안을 중국 측과 적극적으로 논의하겠다"고 발언하였다.
2017년 1월 13일, 국회 외교통일위원회 전체회의에서 "외교 공관이나 영사공관 앞에 시설물이나 조형물(소녀상)을 설치하는 것은 바람직하지 않다"고 밝혔다.
2017년 1월 13일, 국회 외교통일위원회 긴급 현안 보고에서 윤장관은 '10억엔을 우리가 달라고 했느냐, 일본이 주겠다고 했느냐’는 질문에 “내가 요구한 것”이라고 밝혔다.