Το Κυπριακό ζήτημα είχε προσλάβει διαστάσεις ανεξέλεγκτες, ήδη πριν από την άνοδο του Κ. Καραμανλή στην εξουσία. Η πρώτη προσφυγή της Ελλάδας στον ΟΗΕ είχε κατατεθεί από την κυβέρνηση του Α. Παπάγου το 1954 και η ένοπλη δράση της ΕΟΚΑ είχε αρχίσει την άνοιξη του 1955.
Από τον Οκτώβριο του 1955, και κατά τα επόμενα τέσσερα χρόνια, οι κυβερνήσεις Καραμανλή αποδύθηκαν με σθένος στον αγώνα για την αναγνώριση των εθνικών δικαίων στην Κύπρο. Προκειμένου, μάλιστα, να ενισχύσουν τις ελληνικές θέσεις ανέλαβαν τολμηρές πρωτοβουλίες σε ευρύτερη διεθνή κλίμακα.
Η κυβέρνηση Καραμανλή υποστήριξε τις διαπραγματεύσεις Μακαρίου-Χάρντιγκ, το 1955-56. Μετά την εκτόπιση του Μακαρίου, ανέπτυξε έντονη διπλωματική δραστηριότητα. Ο ίδιος ο Κ. Καραμανλής συμμετέσχε, με αγόρευσή του, στις εργασίες της Γενικής Συνέλευσης του ΟΗΕ, το φθινόπωρο του 1956, και είχε συνομιλίες με Αμερικανούς ιθύνοντες και τον πρόεδρο Αϊζενχάουερ. Ακόμη, η Ελλάδα, σε τρεις διαφορετικές περιστάσεις, προώθησε σχέδιο για την εφαρμογή στην Κύπρο της αρχής της αυτοδιάθεσης. Ωστόσο, η Βρετανία, επιθυμώντας να διατηρήσει την υποστήριξη της Τουρκίας στη Μέση Ανατολή, όχι μόνον απέρριψε την πρόταση, αλλά αναγνώρισε δικαίωμα απόσχισης στους Τουρκοκυπρίους, προβάλλοντας ουσιαστικά τη λύση της διχοτόμησης.
Το 1957, η κυβέρνηση, και ο Κ. Καραμανλής προσωπικά, κλιμάκωσαν την πίεση και εξασφάλισαν την απελευθέρωση του Μακαρίου. Ακόμη, η Ελλάδα κατόρθωσε να αναχαιτίσει την πολιτική της διχοτόμησης της Μεγαλονήσου και σημείωσε σημαντική επιτυχία στον ΟΗΕ, το φθινόπωρο του 1957, όταν το ελληνικό σχέδιο απόφασης εγκρίθηκε από την Πολιτική Επιτροπή – χωρίς όμως τελικά να συγκεντρώσει την αναγκαία πλειοψηφία των 2/3. Το εθνικό θέμα εντούτοις προσέλαβε δραματική τροπή, όταν, το επόμενο έτος, η Βρετανία προέβαλε το σχέδιο Μακμίλλαν (από το όνομα του Βρετανού πρωθυπουργού), το οποίο προέβλεπε «συνεταιρισμό» Ελλάδας, Βρετανίας και Τουρκίας στη διοίκηση της νήσου, με όρους που προδίκαζαν τη διχοτόμηση σε μεταγενέστερη φάση. Ο Κ. Καραμανλής, σε συνεννόηση με τον Μακάριο, αντιτάχθηκε σθεναρά στην εφαρμογή του σχεδίου, μη διστάζοντας να απειλήσει ακόμη και με ενδεχόμενη αποχώρηση της Ελλάδας από το ΝΑΤΟ. Τότε ακριβώς, ο Μακάριος προέβαλε για πρώτη φορά δημοσίως την ιδέα της δεσμευμένης ανεξαρτησίας για την Κύπρο.
Στο τέλος του 1958, η ελληνική (ως εντολοδόχος και των Κυπρίων) και η τουρκική κυβέρνηση επέλεξαν την οδό των διαπραγματεύσεων, οι οποίες οδήγησαν στις Συνδιασκέψεις της Ζυρίχης (5-11 Φεβρουαρίου 1959) και του Λονδίνου (17-19 Φεβρουαρίου 1959). Οι ομώνυμες συμφωνίες απέδωσαν στην Κύπρο την ελευθερία και δημιούργησαν ένα ανεξάρτητο και κυρίαρχο κράτος, υπό τη διοίκηση της ελληνικής πλειοψηφίας του πληθυσμού, αλλά και με την παροχή αυξημένων εγγυήσεων στην τουρκοκυπριακή μειονότητα. Ο ίδιος ο Κ. Καραμανλής τόνισε ότι το νέο κράτος θα έπρεπε να εναρμονίσει την εξωτερική του πολιτική με την αντίστοιχη της Ελλάδας· αν γινόταν αυτό και αν η πολιτική του πορεία ήταν ομαλή και ειρηνική, θα ήταν δυνατό, αργότερα, να επιτευχθεί ακόμη και η Ένωση, με τη σύμφωνη γνώμη και της Τουρκίας.
Ο Κ. Καραμανλής διατήρησε έκτοτε αδιάπτωτο το ενδιαφέρον του για την Κύπρο. Όταν, στις αρχές του 1963, ο Μακάριος εξεδήλωσε την πρόθεση να επιζητήσει την αναθεώρηση των Συμφωνιών, τον απέτρεψε, πιστεύοντας ότι η διατήρηση της ομαλότητας και της ειρήνης στο εσωτερικό της Κυπριακής Δημοκρατίας θα συνέβαλλε στη σταδιακή βελτίωση των δυσλειτουργιών του νέου καθεστώτος· αντίθετα, μία συγκρουσιακή επιλογή εγκυμονούσε κινδύνους για την Μεγαλόνησο, αλλά και, γενικότερα, για τον ελληνισμό. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώθηκε όταν, το 1963-65, εκδηλώθηκε μετά την αποχώρηση του Κ. Καραμανλή από την εξουσία, νέα σοβαρή κρίση στην Κύπρο. Από το Παρίσι, εξεδήλωσε τη διαφωνία του με την πολιτική του Προέδρου Μακαρίου, αλλά και των τότε ελληνικών κυβερνήσεων.
Η επάνοδος του Κ. Καραμανλή στην εξουσία, στις 24 Ιουλίου 1974, συνέπεσε με την τραγωδία της Κύπρου, ευθύς μετά την τουρκική εισβολή. Όταν, στις 14 Αυγούστου 1974, η Τουρκία εξαπέλυσε επίθεση στη Μεγαλόνησο, ο Κ. Καραμανλής αναζήτησε αγωνιωδώς τρόπους για την ανάσχεσή της χωρίς όμως απτό αποτέλεσμα, λόγω της εγγενούς αδυναμίας της Ελλάδας να παρέμβει στρατιωτικά στην περιοχή. Η καταγγελία της τουρκικής εισβολής και η αποχώρηση της Ελλάδας από το στρατιωτικό σκέλος του ΝΑΤΟ, όταν οι σύμμαχοι αποδείχτηκαν ανίκανοι να αποτρέψουν την τουρκική επίθεση, υπήρξαν τα μέσα αντίδρασης, στα οποία θεώρησε σκόπιμο να καταφύγει.
Στα επόμενα χρόνια, ο Κ. Καραμανλής θα προσφέρει ένθερμη υποστήριξη στις διακοινοτικές συνομιλίες και θα εξακολουθήσει να ασκεί πίεση προς την κατεύθυνση της Ουάσινγκτον ώστε να εξευρεθεί τρόπος οριστικής επίλυσης του θέματος. Παράλληλα, κατά τις διαβουλεύσεις του με την κυπριακή ηγεσία, θα εμμείνει στην άποψη ότι η ελληνική πλευρά όφειλε να ορίσει και να παρουσιάσει με σαφήνεια του στόχους της, προκειμένου να εξασφαλίσει την αναγκαία διεθνή συμπαράσταση. Τέλος, ο Κ. Καραμανλής υποστήριξε θερμά την επιλογή της Κυπριακής Δημοκρατίας υπέρ της ένταξης στην Κοινοτική Ευρώπη.