拒簽“對德和約”功臣
第一次世界大戰中的1917年2月初，美國宣布對德絕交，進而對德宣戰。麵對世界局勢的變化，北洋政府出現分歧。2月13日，主張追隨美國對德絕交的國務總理段祺瑞，在國務院成立國際政務評議委員會，魏宸組應聘參加，專事研究參戰之外交問題，再次回到了外交舞台。8月，他成為國務院成立的“戰時國際事務委員會”50名委員之一。12月，新任外交總長陸征祥，委任魏宸組出任外交部“和議籌委會秘書長”(一說“歐戰和議籌備處處長”)，積極籌備和會事宜。1919年1月5日，出任中國駐比利時公使。
1919年1月18日，巴黎和會召開。作為戰勝國，中國組成了由陸征祥、王正廷、顧維鈞、施肇基、魏宸組任全權代表的代表團。在和會期間，魏宸組一直堅定地站在陸征祥一邊，為維護代表團的穩定做出了貢獻。4月30日，當操縱大會的英﹑美﹑法等國列強，決定把德國在山東侵占的全部權益“讓與日本”，並寫入“對德和約”後，中國代表團關於山東問題的努力宣告失敗。此後，魏宸組與其他代表，為給解決山東問題留一線生機，做出了各種努力。6月28日，是中國外交史上令人難忘的日子，中國全權代表集體缺席巴黎和會對德和約簽字儀式，拒簽對德和約，以抗議和會不公正對待中國。他們的愛國行動被永遠載入了中國外交史冊。
1919年12月，魏宸組隨同陸征祥回國，報告參加巴黎和會經過。在國內，他們受到了英雄般的歡迎。次年9月，魏宸組被政府加派擔任駐“國際聯盟”的中國代表。他及時向政府建議，應提出俄國庚子賠款和德國湖廣債券問題，交國聯討論。
向政府索餉的先鋒官
1921年6月，魏宸組辭去中國駐國聯代表職位。7月，被調任中德複交後首任中國駐德公使。9月，在華盛頓會議召開前夕，魏宸組等中國九位駐外公使聯名致電國內，公開呼籲停止內爭，一致對外。這一舉動，對中國成功出席華盛頓會議起了積極作用。1925年6月，段祺瑞幹將——“考察歐美各國政治專使”徐樹錚到德國訪問，在留德學生的強烈要求下，魏宸組以生命擔保，簽下保證書，不讓徐樹錚借款、購軍火、締結有損中國權益的任何條約，使徐樹錚在德國空手而歸。此時，一些留學生參加德國共產黨抗議中國上海公共租界巡捕血腥製造“五卅慘案”的會議，結果為警察逮捕，雖然立即被釋放，但魏宸組為此事專門向德國外交部抗議，要求罷斥負責警官、德國政府正式道歉、賠償被捕學生損失等，維護了中國在外僑民的利益。
然而，在德國公使任上，魏宸組也遇到了最痛心疾首、又無可奈何之事——北京政府長久拖欠使館經費。自1921年下半年起，魏宸組等中國駐外使節就沒有收到來自政府的彙款。魏宸組隻得在德國四處挪借，甚至將家裏積蓄都墊光了。他屢次向政府催促，卻無成效。最後，駐歐使節集議，決定集體向政府討薪，要求撥付積欠經費，並推舉陸征祥、陳籙、魏宸組三人回國索討。1923年12月，魏宸組先行回國，充當了先鋒官。可是，此時的北洋軍閥各派係爭相操控政府，熱衷於內戰，對於魏宸組隻是敷衍了事。返回任所後，拖欠一如往常，魏宸組深感毫無臉麵，又借貸無門，難以維持局麵，最終於1925年11月辭去公使職位。回國後，他被派任督辦全國鐵道籌措事宜。北洋政府垮台後，脫離官場。
1937年1月，歐洲局勢日益緊張。南京國民政府為隨時了解國際風雲變幻信息，委派定居比利時的魏宸組出任駐波蘭公使。於是，一度退出外交舞台的魏宸組再次出山，站在了反對日本侵略的外交第一線。1938年10月，魏宸組身體不適回國，定居上海。1942年8月，在上海病逝，享年64歲。