Najbardziej znany jest z kierowania Międzynarodową Agencją Energii Atomowej (1997–2009). Na jego trzy kadencje przypadł okres po zamachach z 11 września 2001 r. Zajmował się m.in. gorącymi tematami irackiego i irańskiego programu nuklearnego.

Wraz z MAEA otrzymał w 2005 roku Pokojową Nagrodę Nobla. ElBaradei przez wiele lat mieszkał na Zachodzie i z pewnością jest w swym myśleniu bliższy Zachodowi niż wielu jego rodaków.

Z drugiej strony to USA były jego głównym oponentem podczas wyborów na kolejne kadencje w MAEA. Amerykanie uważali, że niedostatecznie mocno potępił irański program atomowy.