Gennem 1960'erne arbejdede Brzezinski for John F. Kennedy som hans rådgiver og derefter for Lyndon B. Johnsons administration. Under valgene i 1976 rådgav han Carter om udenrigspolitik, og tjente derefter som National Security Advisor (NSA) fra 1977 til 1981, efterfulgt af Henry Kissinger. Som NSA hjalp han Carter med diplomatisk håndtering af verdens anliggender, såsom Camp David-aftalerne i 1978; normaliseringen af USA-Kina-forbindelserne i slutningen af 1970'erne; den iranske revolution, som førte til
Iran gidsel krise, 1979; og den sovjetiske invasion i Afghanistan, 1979.