عملکرد جلیلی در پرونده هسته‌ای ایران و مذاکرات با طرف‌های مقابل، محل انتقادات زیادی است؛ منتقدین معتقدند عملکرد جلیلی در این مذاکرات، دستاوردی جز نسیان و در چاله انداختن کشور نبوده است.