平成２１年９月２４日午前（現地時間）、鳩山総理は国連の核不拡散・核軍縮に関する安全保障理事会首脳会合で演説を行いました。
　演説で鳩山総理は、「我々は戦後の復興を遂げた後も、自らが核兵器を持つという道を選びませんでした。我々は核軍拡の連鎖を断ち切る道を選びました。それこそが、唯一の被爆国として我が国が果たすべき道義的な責任だと信じたからであります。近隣の国家が核開発を進めるたびに、『日本の核保有』を疑う声が出ると言います。だがそれは、被爆国としての責任を果たすため、核を持たないのだという我々の強い意志を知らないが故の話です。」と述べ、今後も日本が非核三原則を堅持することを改めて宣言しました。また、日本が核兵器を持たないことだけではなく、核軍縮・核不拡散を主導してゆく姿勢を改めて強調しました。

　続いて、鳩山総理は国連総会の一般討論にて演説を行いました。
　演説で鳩山総理は冒頭、「新政権は、民主主義のダイナミズムを体現し、オール・ジャパンの陣容で、直面する内政・外交の課題に全力で取り組む所存です。」と述べました。また、日本が「世界の『架け橋』となるべく、全力を尽くしていきます。」と述べ、架け橋となって挑むべき五つの挑戦（「世界的な経済危機への対処」「気候変動問題への取組み」「核軍縮・不拡散に向けた挑戦」「平和構築・開発・貧困の問題」「東アジア共同体の構築という挑戦」）について述べました。

　午後からはニューヨークを後にし、Ｇ２０サミットが開催されるピッツバーグに移動、夕方からのオバマ大統領主催によるオープニング・レセプションに続き、参加国首脳らによるワーキング・ディナーに出席しました。鳩山総理はＧ２０サミットを重視していくこと、またＧ２０に参加していない国の意見を反映させる努力も払うべきであり、日本としても貢献していきたいと述べました。
　また、鳩山総理は高木日本労働組合総連合会（連合）会長及びＧ２０労働サミット参加者と会談を行いました。