به گزارش برنا از رایزنی فرهنگی سفارت جمهوری اسلامی ایران در توکیو، طلائی از آبان ۱۳۸۳ تا بهمن ۱۳۸۶ به عنوان سفیر جمهوری اسلامی ایران در ژاپن فعالیت داشت و پس از بازگشت به ایران نیز به عنوان معاون اقتصادی وزارت امور خارجه منصوب شد.
ژاپن، نشان افتخار خورشید تابان، ستاره زرین و سیمین امپراطوری ژاپن را به محسن طلایی سفیر اسبق ایران در ژاپن اهداء کرد.