Anschließend wechselte er als Professor für Völkerrecht an die Universität Leiden, an der er von 1978 bis 1992 tätig war. Darüber hinaus wirkte er in den Jahren 1976 und 1991 als Dozent an der Haager Akademie für Völkerrecht und von 1985 bis 1993 als UN-Sonderberichterstatter über Folter. Von Januar 1993 bis August 1994 war er in der Regierung von Ruud Lubbers Außenminister seines Heimatlandes, anschließend kehrte er an die Universität Leiden zurück. Im November 1996 wurde er zum Richter an den Internationalen Gerichtshof in Den Haag gewählt. Dieses Amt übte er turnusgemäß neun Jahre lang von Februar 1997 bis Februar 2006 aus.
Pieter Kooijmans war verheiratet und Vater von vier Kindern. Er starb 2013 in Amsterdam.
Nach ihm benannt ist der Kooijmans-leerstoel voor vrede, recht en veiligheid (Kooijmans-Lehrstuhl für Frieden, Recht und Sicherheit), ein für jeweils maximal drei Jahre besetzter Lehrstuhl an der Universität Leiden. Erster Inhaber wurde im September 2009 der frühere NATO-Generalsekretär Jaap de Hoop Scheffer.
Werke (Auswahl)
Internationaal Publiekrecht in Vogelvlucht. Groningen 1994
International Organization and Integration. Annotated Basic Documents and Descriptive Directory of International Organizations and Arrangements. Den Haag 1997 (als Mitherausgeber)
Realism and Moralism in International Relations. Den Haag 1999 (als Mitherausgeber)