从首尔核安全峰会开幕仪式（3月26日）两天前的3月24日开始，李明博总统将在6天内与20多个国家的首脑举行双边会谈。这意味着，李明博总统将会见近一半的与会国（53个国家）首脑。李明博总统作为本次峰会的主席，需要负责主持会议的全部议题，在这种情况下还要安排如此密集的会见，可谓非常忙碌。李明博总统在2010年的20国集团（G20）首尔峰会上，曾在4天时间里单独会见了9个国家的首脑。

将与李明博总统举行双边会谈的第一个首脑是首次访韩的加蓬总统阿里·本·邦戈（Ali-Ben Bongo），邦戈总统的父亲是曾在42年间领导加蓬并曾四次访韩的奥马尔•邦戈（omar bongo）总统，他在1975年首次访韩时还曾与朴正熙总统建立了深厚的友谊。

李明博总统还将单独会见美•中•俄三国首脑。与美国总统奥巴马的会面是两国首脑时隔4个月以来的首次会晤。俄罗斯总统梅德韦杰夫很可能出席本次峰会，由于俄罗斯新任总统普京将从今年5月开始任职，所以梅德韦杰夫这次访问将相当于离任前的最后来访。中国国家主席胡锦涛也将访问韩国，两人此次将是时隔70多天以来的首次会晤，两国首脑将就韩•中自由贸易协定（FTA）和脱北者问题等未解决的议题进行讨论。此外，李明博总统还将会见阿拉伯联合酋长国（UAE）的阿布扎比王储谢赫穆罕黙（Sheikh Mohammed）、土耳其的雷杰普•塔伊普•埃尔多安（Recep Tayyip Erdogan）总理、印度尼西亚的班邦·苏西洛·尤多约诺（Bambang Susilo Yudhoyono）总统和哈萨克斯坦的努尔苏丹•纳扎尔巴耶夫（Nursultan Nazarbayev）总统。另外，最近深陷经济困难的意大利的“救援投手”——马里奥·蒙提（Mario Monti）总理也将首次访问韩国，与李明博总统会面。