Üniversite eğitimini tamamladıktan sonra burs ile ABD'deki Long Island Üniversitesi'ne girdi. 1991 yılında "ekonomi" dalında master derecesi aldı. 1993 yılında Ankara ÜniversitesiAvrupa Topluluğu Araştırma ve Uygulama Merkezi'nde "Avrupa Birliği uzmanlığı"nı tamamlayan Çavuşoğlu, aynı sene Bilkent Üniversitesi’nde doktora programına da başladı. Ardından Avrupa Birliği bursu ile Londra Ekonomi Okulu'nda "çevre ekonomisi ve sürdürülebilir kalkınma" üzerine doktora yapmaya başladı, ancak bitirmedi. 1995 yılı içerisinde Çevre Bakanlığı'nda Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı (UNDP) için çalıştı.[2]
29 Ağustos 2014 tarihinde Ahmet Davutoğlu başkanlığında oluşturulan 62'inci hükûmettte "dışişleri bakanı" olarak görevlendirildi.[4] 13 Eylül 2015 tarihinde Adalet ve Kalkınma Partisi'nin "dış ilişkilerden sorumlu genel başkan yardımcısı" oldu. 24 Kasım 2015 tarihinde kurulan 64'üncü hükûmette yeniden "dışişleri bakanlığı" görevine atandı. Binali Yıldırım tarafından kurulan 65'inci hükûmette, Cumhurbaşkanlığı Hükûmet Sistemi'ne geçiş sonrası Recep Tayyip Erdoğan tarafından kurulan 66. hükûmette de dışişleri bakanlığı görevini sürdürmüştür. 3 Haziran 2023 tarihinde açıklanan yeni kabinede yerine Hakan Fidan getirildi.