Læknafélag Íslands tekur þátt í margvíslegu erlendu samstarfi í gegnum aðild að alþjóðasamtökum lækna, auk evrópskra og norrænna samtaka. Þannig getur LÍ staðið vörð um hagsmuni lækna, réttindi og öryggi sjúklinga og stuðlað að bættri og öruggari heilbrigðisþjónustu.
Fyrsti vísirinn að alþjóðasamtökum lækna varð til árið 1926 með samtökum sem 23 þjóðir stóðu að. Þessi samtök lögðust af þegar síðari heimsstyrjöldin braust út en voru endurvakin árið 1947 með þátttöku 27 þjóða, þar á meðal Íslendinga (Læknafélagið). Í dag eiga 112 þjóðir aðild að Alþjóðasamtökum lækna (World Medical Association, WMA). Hlutverk samtakanna er fyrst og fremst að fjalla um siðfræðileg málefni, um siðareglur í starfi og rannsóknum og um mannréttindi. Læknafélagið hefur verið virkur aðili að WMA frá síðustu aldamótum þegar Jón Snædal öldrunarlæknir tók sæti í stjórn samtakanna. Hann átti sæti í stjórninni frá 2001 til 2005, var forseti samtakanna árið 2007 og stjórnarmaður aftur árin 2011-2015.
WMA hefur haft mikla þýðingu fyrir siðfræðileg viðmið lækna og víða mótað stefnu löggjafa. Helsinki-yfirlýsingin er eitt dæmi um vinnu samtakanna á sviði vísindasiðfræði og gætir hennar til að mynda í lögum og reglum fjölmargra þjóða.
Aðsetur WMA var upphaflega í New York. Sú staðsetning þótti henta afskaplega vel þar sem skrifstofur Sameinuðu þjóðanna eru þar í borg og stofnendum WMA þótti mikilvægt að halda nánu sambandi við þá stofnun. Árið 1975 fluttist skrifstofa WMA til Ferney-Voltaire í Frakklandi. Ástæður flutninganna voru meðal annars efnahagslegar en einnig þótti heppilegt að vera í nábýli við alþjóðastofnanir sem staðsettar eru í Genf og má þar meðal annars telja Alþjóðaheilbrigðisstofnunina (WHO) og Alþjóðavinnumálastofnunina (ILO).
Læknafélag Íslands varð aðili að fastanefnd lækna í Brussel (Comité Permanent des Médecins Européens, CPME) um miðjan 10. áratug síðustu aldar. CPME eru í raun Evrópusamtök læknafélaga og að CPME eiga aðild stéttarfélög lækna í aðildarríkjum Evrópusambandsins. Stofnun CPME má rekja allt aftur til ársins 1959 um það leyti sem Rómarsáttmálinn, stofnsáttmáli Evrópusambandsins, var gerður. Skrifstofa CPME hefur verið í Brussel frá árinu 1992 en áður flakkaði hún á milli Evrópulandanna, allt eftir því frá hvaða landi forseti samtakanna var. Það er mál manna að mun betur hafi gengið að ná eyrum ráðamanna ESB eftir að skrifstofan var flutt til Brussel.
CPME er helsti þrýstihópur lækna gagnvart framkvæmdastjórninni í Brussel. Samtökin móta sér pólitíska stefnu í málefnum lækna í Evrópu svo sem varðandi lagaumhverfi og vinnumarkaðsmál. CPME hefur áhrif á stefnumótun í heilbrigðismálum innan ESB en slíkar ákvarðanir teygja anga sína til Íslands vegna EES--samningsins.
Katrín Fjeldsted heimilislæknir hefur verið ötull fulltrúi LÍ í samtökunum allt frá frá árinu 1999. Hún var innri endurskoðandi samtakanna árin 2005-2006, einn af fjórum varaformönnum 2006-2009, gjaldkeri árin 2010-2012 og loks formaður samtakanna 2013-2015. Katrín var fyrsta konan til að gegna formennsku í CPME.
Norræna læknaráðið er samstarfsvettvangur læknafélaga á Norðurlöndum. Þetta samstarf hófst á sjötta áratugnum en Ísland kom inn í samstarfið nokkru síðar eða á áttunda áratugnum. Til að byrja með funduðu stjórnir læknafélaganna annað hvert ár. Auk þeirra funda sem voru allstórir hittust fulltrúar stjórna félaganna einu sinni eða tvisvar á ári á minni og óformlegri fundum. Hugmyndir höfðu verið uppi um að færa þetta samstarf í formlegri búning og var tillaga þess efnis samþykkt á fundi Norræna læknaráðsins í Tromsø árið 1992. Fyrsti formlegi fundur stjórnar Norræna læknaráðsins var síðan haldinn í Reykjavík 8. september 1992 og var Sveinn Magnússon kjörinn fyrsti formaður ráðsins. Norrænu læknafélögin hafa síðan skipst á þessu embætti á tveggja ára fresti. Fundir stjórnar Norræna læknaráðsins eru haldnir tvisvar á ári og þar hittast formenn læknafélaganna. Á fundunum er farið yfir skipulag og stefnumörkun heilbrigðismála, það sem er helst er að gerast í þróun heilbrigðismála í hverju landi fyrir sig, kjaramál lækna og gjarnan er sammælst um samstarf á vettvangi WMA og CPME svo eitthvað sé nefnt.
Nokkrir hópar starfa undir Norræna læknaráðinu og hittast þeir reglulega. Norrænu siðfræðiráðin hittast annað hvert ár og fjalla þá um og ræða sameiginleg álitaefni. Vinnuhópur sem ber heitið Samnordisk Arbetsgrupp för Prognos- och Specialistutbildningsfrågor (SNAPS) hittist einu sinni á ári. Sá hópur hefur í mörg ár tekið saman upplýsingar um fjölda lækna, gert mannaflaspár og tekið saman upplýsingar um framhaldsmenntun lækna á Norðurlöndunum. Norrænu samninganefndirnar hittast einnig einu sinni á ári. Á þá fundi mæta fulltrúar úr samninganefndum læknafélaganna og fara yfir stöðuna í samningamálum lækna. Þessi vettvangur er ómetanlegur fyrir Læknafélag Íslands. Í áranna rás hefur safnast í gagnabrunn þekkingar sem reyndist vel í síðustu kjarabaráttu lækna árin 2014-2015.