1月13日，南韓、美國和日本在南韓首爾舉行了三方會談，一致同意加強對北韓的制裁，合力阻止其挑釁行為。三國都曾是朝核問題六方會談成員國，這也是三國代表在1月6日北韓宣稱成功試爆氫彈後的第一次會面。
同一天，南韓總統朴槿惠也強硬表態，稱會和美國及盟國們一起給北韓「徹骨之痛」的制裁。
我們和美國及盟國們正緊密合作，將提出一套讓北韓感到徹骨之痛的有效制裁措施，不僅僅是通過聯合國安理會，要雙邊、多方面地制裁。
在北韓宣稱氫彈爆炸當日，聯合國安理會已經召開緊急會議譴責其違反4項安理會決議，挑戰核不擴散體制，是對國際和平及安全的明顯威脅。聲明中安理會表示將採取「進一步顯着措施」制裁北韓，並已着手起草新的制裁北韓的決議。
近日，美國眾議院也通過了擴大對北韓進行經濟制裁的法案，法案將在經濟上施壓，授權總統對任何從事金融交易以支持北韓非法活動的人實施制裁。法案起草者之一、眾議院外交事務委員會主席Ed Royce指，法案針對朝鮮領導人金正恩及其高級幕僚的海外資產，以阻止他們掌握硬通貨。目前，該法案還有待參議院的通過和總統奧巴馬的簽署。
而2016年在達沃斯舉行的世界經濟論壇（WEF）也宣布北韓核試驗後已經「無可能進行符合世界經濟論壇精神的國際對話」，因此取消北韓的參會資格。
13日的會談後，南韓外交部韓鮮半島和平交涉本部長黃浚局指，三國都認為這次的施壓必須「不同於以往」。日本外務省亞洲、大洋洲局長石兼公博以及美方代表亦同意新制裁必須足夠強硬；南韓總統朴槿惠也指，北韓可能做出包括「網絡恐怖主義活動」在內的的更多挑釁行為，稱新制裁必須比以往更加嚴厲。
13日，南韓方面表示，在南北韓邊境發現北韓的無人機，並已經對其開火，此後該無人機向北逃回。南韓及美國尚未查知該無人機的目的，也未知其當時是否攜帶彈藥。2015年8月，南韓曾指北韓在邊境的非軍事區埋下「木盒地雷」，造成2名南韓士兵受傷，一度使北韓半島局勢惡化，經多方介入才得以平息。
除了無人機外，北韓還通過熱氣球在南韓首爾及一些邊境城市散播彩色的宣傳紙，上面寫着打擊朴槿惠和美國的挑釁性言辭。
南韓和美國也再次敦促中國在北韓核問題上發揮作用，朴槿惠說：「我確信，中方也深知如果如此堅定的意志不付諸必要的措施，就無法阻止北韓進行第五次、第六次核試驗，也無法確保真正的和平與穩定。」她指兩國正在磋商安理會對北韓的制裁決議。中國外交部發言人洪磊則回應說，北韓問題是中韓的「共同責任」。
據韓聯社報導，南韓代表將在1月14日飛往北京與曾參與六方會談的中方代表武大偉做進一步商討，還會飛往莫斯科與俄羅斯方面進行商討。
聲音
我們認為，在核試驗發生後，（北韓）已無可能進行符合世界經濟論壇精神的國際對話。
讓我們像打瘋狗一樣，幹掉朴槿惠和她的小組織。
我認為中國政府不會允許北韓半島的局勢進一步惡化。