在深圳市政府工作期间，围绕推进国际化城市建设，积极开展顶层设计与比较研究、举办高端品牌活动、拓展国际友城网络、促进对外交流合作。主持起草了《深圳市推进国际化城市建设行动纲要》；主编《建设国际化湾区名城》、《深圳国际化城市建设比较研究报告》、《解码城市新境界》、《通往国际名城之路》等。创意开设“国际名城市长访谈”栏目、聘请朗朗为“深圳国际形象大使”、策划组织举办多场深圳国际形象推广等活动。

2014年发起成立深圳市国际交流合作基金会，聚集社会力量，促进各领域对外交流与合作，促进城市国际化发展。基金会成立以来，打造了“深企国际化实战营”、“深企海外秀”、“国际青年交流计划”、“创客西游”、“深士荟”、“深系澜湄”等一批富有创造力和影响力的自主品牌项目，荣获鹏城慈善奖十家慈善典范机构等。

汤丽霞博士热心公益事业，近年来关注脱贫攻坚，关心乡村发展，积极策划组织有助于贫困地区职业技能人才培养、乡村医疗队伍建设、贫困学生成长的活动。