Op basis van het Noord-Atlantische Verdrag kwam in mei 1951 een nieuwe internationale organisatie tot stand, de Noord-Atlantische Verdragsorganisatie (NAVO; North Atlantic Treaty Organization, NATO). Het hoogste orgaan hiervan is de Noord-Atlantische Raad, die gevormd wordt door de ministers van Buitenlandse Zaken van de lidstaten. Daaronder staat een Defensie Comité, dat wordt gevormd door de ministers van Defensie. Het militaire apparaat van de NAVO is ondergeschikt aan de Noord-Atlantische Raad, die intergouvernementeel functioneert en werkt op basis van consensus. Naast een internationaal secretariaat zijn er geïntegreerde bevels-, plannings- en logistieke structuren. Nederland wierp zich binnen de NAVO op als pleitbezorger van gelijke behandeling van grote en kleine lidstaten. Het aanvaardde de algemene leiding door de VS, maar toonde ook kritiek. Het was begin jaren vijftig voorstander van het lidmaatschap van West-Duitsland van de NAVO en het opnemen van Duitse divisies in de geïntegreerde krijgsmacht. Nederland wenste in NAVO-verband niet door de VS onder druk gezet te worden om een supranationale Europese Defensie Gemeenschap te aanvaarden, maar kon weinig anders. Nederland vreesde vooral dat dit tot terugtrekking van de Amerikaanse troepen uit Europa zou kunnen leiden en tot een grotere Nederlandse afhankelijkheid van de Europese mogendheden. Nederland toonde onbegrip voor de Amerikaanse passiviteit tijdens de Hongaarse opstand uit 1956 en vond dat de VS in vergelijking met Korea met twee maten mat. Ook had het grote problemen met de VS inzake de Nederlandse Nieuw-Guineapolitiek, die niet spoorde met de Amerikaanse politiek ten gunste van dekolonisatie.

Nederland had begin jaren vijftig weinig moeite gehad met een Amerikanisering van zijn nieuw opgebouwde krijgsmacht en voegde zich waar nodig naar de eisen die de NAVO stelde. In oktober 1951 stelde de NAVO een Commissie van Twaalf in met als opdracht de budgettaire moeilijkheden op te lossen die voortvloeiden uit de verhoogde militaire inspanningen van de lidstaten als gevolg van de Koreaanse oorlog. Voor Nederland werd Hirschfeld lid van deze commissie. Vanaf 1953 nam in de Amerikaanse legerorganisatie en politiek de betekenis van kernwapens toe en in 1956 begon in West-Europa de behoefte te ontstaan dat de VS deze wapens ook in West-Europa zou stationeren. De Nederlandse regering stemde hier zonder discussie mee in. In november 1956 accepteerde de Tweede Kamer het plan van minister van Oorlog (zoals die toen nog heette) C. Staf om het Nederlandse leger in te stellen op kernwapens. Met andere ministers pleitte Staf binnen de NAVO voor plaatsing van kernwapens in West-Europa. Nederland toonde de bereidheid om de daarvoor benodigde langeafstandsraketten op Nederlandse bodem te plaatsen, maar trok deze bereidheid weer in toen de VS weigerde deze ook in West-Duitsland te plaatsen. In april 1957 echter maakte Staf bekend dat langeafstandsraketten en bijbehorende kernladingen binnen de termijn van een jaar in Nederland geplaatst zouden worden. Nederland was de eerste lidstaat van de NAVO die hiertoe wilde overgaan. Juridisch was dit mogelijk omdat het in 1950 gesloten verdrag tussen Nederland en de VS over legering van Amerikaanse troepen in Nederland dit toestond. Nadat de Noord-Atlantische Raad in december 1957 de stationering van Amerikaanse kernkoppen in West-Europa formeel had goedgekeurd, werden Nederlandse straaljagers hiervoor in 1958 gereed gemaakt. In mei 1958 werd besloten dat de besluitvorming over het gebruik hiervan voorbehouden was aan de president van de VS.

Nederland zette zich er ook voor in een positie binnen de NAVO-organisatie te krijgen. Stikker, die enige jaren ambassadeur in Londen was geweest, liet blijken in de NAVO een rol te willen spelen. In 1958 werd hij hoofd van de toen nog gecombineerde Nederlandse permanente vertegenwoordiging bij de Organisatie voor Europese Economische Samenwerking en de Noord-Atlantische Raad in Parijs, welke functie in 1956-1957 door E.N. van Kleffens was vervuld. Stikker wist bij de Noord-Atlantische Raad een zodanige reputatie op te bouwen dat hij in 1961, nadat de Fransen hun verzet hadden opgegeven, unaniem gekozen werd tot secretaris-generaal van de NAVO. In deze functie volgde hij P.H. Spaak op. Spaak was afgetreden omdat hij vond dat de NAVO zich meer en meer ontwikkelde in de richting van een klassieke militaire alliantie van soevereine staten en niet toegroeide naar een Atlantische gemeenschap die behalve militair ook economisch en politiek samenwerkte. Vooral het beleid van de Franse president Ch. de Gaulle vormde hier het obstakel. Stikker zou drie jaar secretaris-generaal blijven en met een naar onafhankelijkheid binnen de NAVO strevende de Gaulle te maken krijgen. In 1964 trad hij wegens gezondheidsredenen af.

Zie voor de NATO en het Nederlandse veiligheidsbeleid in Europees en Atlantisch verband: