สมัยดำรงตำแหน่งเป็นนายกรัฐมนตรีแห่ง ราชอาณาจักรกัมพูชา สมเด็จฯ ฮุน เซน เดินทาง เยือนประเทศไทย อย่างเป็นทางการมาแล้ว 8 ครั้ง ระหว่างปี พ.ศ.2544 ถึง 2562
การมาเยี่ยมเยือนและร่วมรับประทานอาหารกลางวันกับ นายทักษิณ ชินวัตร อดีตนายกรัฐมนตรี ที่สมเด็จฯ ฮุน เซน เรียก “พี่ชายที่รัก” ณ บ้านจันทร์ส่องหล้า วันนี้ (21 ก.พ.) จึงเป็นการเยือนครั้งที่ 9 ในรอบ 23 ปี และเป็นการเยือนไทยครั้งแรกหลังจากที่เขาวางมือจากตำแหน่งนายกรัฐมนตรีเมื่อเดือนสิงหาคม 2566
ปัจจุบัน สมเด็จฯ ฮุน เซน ดำรงตำแหน่งหัวหน้าพรรคประชาชนกัมพูชา สมาชิกรัฐสภากัมพูชา ประธานองคมนตรี และประธานพฤตสภา (สภาสูง) แห่งกัมพูชาการเยือนประเทศไทยอย่างเป็นทางการของสมเด็จฯ ฮุน เซน สมัยดำรงตำแหน่งนายกรัฐมนตรี มีดังนี้
1.วันที่ 13 – 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2544 เยือนประเทศไทยอย่างเป็นทางการ สมัยรัฐบาลนายกฯ ทักษิณ ชินวัตร
2.วันที่ 31 พฤษภาคม – 1 มิถุนายน พ.ศ. 2546 เยือนจังหวัดอุบลราชธานี เพื่อเข้าร่วมการประชุมคณะรัฐมนตรีร่วมไทย – กัมพูชา สมัยรัฐบาลนายกฯ ทักษิณ ชินวัตร
3.วันที่ 13 – 14 พฤษภาคม พ.ศ. 2548 เยือนประเทศไทยอย่างเป็นทางการ สมัยรัฐบาลนายกฯ ทักษิณ ชินวัตร
4.วันที่ 27 กุมภาพันธ์ – 1 มีนาคม 2552 เยือนประเทศไทยเพื่อเข้าร่วมการประชุมสุดยอดอาเซียน ครั้งที่ 14 ที่ชะอำ-หัวหิน สมัยรัฐบาลนายกฯ อภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ
5.วันที่ 10 – 12 เมษายน 2552 เยือนประเทศไทยเพื่อเข้าร่วมการประชุมสุดยอดอาเซียน ครั้งที่ 15 ที่โรงแรมรอยัล คลิฟ บีช รีสอร์ท พัทยา สมัยรัฐบาลนายกฯ อภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ (แต่การประชุมถูกยกเลิกภายใต้สถานการณ์ฉุกเฉิน เนื่องจากความวุ่นวายทางการเมืองของไทย)
6.วันที่ 23 – 25 ตุลาคม 2552 เยือนประเทศไทยเพื่อเข้าร่วมการประชุมสุดยอดอาเซียน ครั้งที่ 15 ที่ชะอำ-หัวหิน สมัยรัฐบาลนายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ7.วันที่ 18-19 ธันวาคม 2558 เยือนประเทศไทยอย่างเป็นทางการในฐานะแขกของรัฐบาลไทย ตามคำเชิญของพล.อ.ประยุทธ์ จันทร์โอชา นายกรัฐมนตรีในช่วงเวลานั้น และเข้าร่วมการประชุมร่วมนายกรัฐมนตรีและรัฐมนตรีไทย-กัมพูชา อย่างไม่เป็นทางการ ครั้งที่2 นายกฯของทั้ง 2 ฝ่ายร่วมเป็นสักขีพยานในการลงนามเอกสาร 4 ฉบับ การเยือนครั้งนั้น เป็นส่วนหนึ่งของการเฉลิมฉลองครบรอบ 65 ปี การสถาปนาความสัมพันธ์ทางการทูตไทย-กัมพูชา และเพื่อกระชับความความสัมพันธ์อันดีระหว่าง 2 ประเทศ
8.วันที่ 23 มิถุนายน 2562 เยือนประเทศไทยอย่างเป็นทางการ (สมัยพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา เป็นนายกรัฐมนตรี) เพื่อร่วมการประชุมสุดยอดอาเซียนครั้งที่ 34 ณ โรงแรมดิ แอทธินี กรุงเทพฯ
ทั้งนี้ ช่วงเดือนพฤศจิกายน 2565 สมัยพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา เป็นนายกรัฐมนตรี และไทยเป็นเจ้าภาพจัดการประชุมผู้นำเขตเศรษฐกิจ APEC 2022 สมเด็จฯฮุน เซน มีกำหนดการเยือนประเทศไทยในฐานะแขกพิเศษของรัฐบาล แต่เนื่องจากเป็นช่วงโควิด-19 แพร่ระบาดและสมเด็จฯ ฮุนเซน มีผลตรวจโควิดเป็นบวก จึงยกเลิกทุกภารกิจในช่วงนั้น รวมทั้งการประชุมสุดยอดผู้นำ G20 ที่เกาะบาหลี ประเทศอินโดนีเซีย และการประชุม APEC ที่กรุงเทพฯ
9. วันพุธที่ 21 กุมภาพันธ์ 2567 สมัยนายกฯ เศรษฐา ทวีสิน สมเด็จฮุนเซนฯ ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งประธานองคมนตรีแห่งราชอาณาจักรกัมพูชา จะเดินทางมาเยี่ยมนายทักษิณ ชินวัตร ที่บ้านจันทร์ส่องหล้าในเวลา 10.30 น.และจะรับประทานอาหารกลางวันด้วยกัน ก่อนเดินทางกลับกรุงพนมเปญในช่วงบ่ายวันเดียวกัน ด้วยเครื่องบินเช่าเหมาลำ การเดินทางเยือนไทยครั้งนี้ เป็นการมาส่วนตัว ไม่ใช่การเยือนอย่างเป็นทางการหรืออาคันตุกะของรัฐบาลแต่อย่างใดนับเป็นการพบหน้ากันครั้งแรกของบุคคลทั้งสอง หลังจากที่นายทักษิณกลับประเทศไทยเพื่อมารับโทษจาก 3 คดี ได้แก่ คดีสั่งการให้เอ็กซิมแบงก์ปล่อยกู้ คดีหวยบนดิน และคดีแก้ไขสัมปทานกิจการโทรคมนาคมเอื้อประโยชน์ บมจ.ชินคอร์ปอเรชั่น เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม 2566 และได้รับการพักโทษออกจากโรงพยาบาลตำรวจเมื่อวันที่ 18 ก.พ. ที่ผ่านมา
และก่อนหน้านี้ ครั้งล่าสุด ทั้งคู่พบหน้ากันที่กรุงพนมเปญ โดยนายทักษิณ พร้อมด้วยนางสาวยิ่งลักษณ์ ชินวัตร อดีตนายกรัฐมนตรีที่หนีคดีอยู่ในต่างประเทศเวลานี้ เข้าเยี่ยมแสดงความยินดีเนื่องในโอกาสวันคล้ายวันเกิดของสมเด็จฯฮุน เซน เมื่อวันที่ 5 สิงหาคม 2566