En 1972, López Trujillo fue elegido secretario general del Consejo Episcopal Latinoamericano, puesto que desempeñó hasta 1984.
Durante su periodo al frente de la arquidiócesis creó 78 nuevas parroquias, fueron desmembradas las diócesis de Caldas y Girardota, e instaló la curia en el tercer piso del centro comercial Villanueva, antigua sede del seminario mayor.
Ordenó 114 sacerdotes, reorganizó la disciplina del seminario, volvió a ciertas exigencias que se habían acabado, como la de la asistencia a la catedral en comunidad con uniforme, e impulsó la participación en la liturgia y la preparación de las ceremonias.
Creó la Casa de formación Juan Pablo II para universitarios y profesionales en camino al sacerdocio ministerial.
En 1990 fue nombrado presidente del Pontificio Consejo para la Familia, cargo que ocupó hasta su muerte, en 2008.
En el momento del fallecimiento, que se produjo alrededor de las 20.30 hora local, se encontraban a su alrededor el cardenal Angelo Sodano, su hermano y un sobrino, así como otros familiares y miembros de la curia romana.