Khi đảng Bảo thủ dưới quyền lãnh đạo của Edward Heath chiến thắng trong kỳ bầu cử năm 1970, Thatcher trở thành Bộ trưởng Giáo dục và Khoa học. Sau khi nhậm chức, vì bị áp lực phải cắt giảm ngân sách giáo dục, Thatcher phải dành ưu tiên cho mảng trí dục,[19] và ra lệnh ngưng chương trình cung cấp sữa miễn phí cho học sinh lứa tuổi từ 7-15.[20] Những tư liệu của nội các cho thấy, dù không đồng ý nhưng do trách nhiệm tập thể, bà phải làm theo ý của các bộ trưởng khác trong nội các. Quyết định này đã gây phẫn nộ trong công luận,[21] và mang đến cho bà biệt danh "Margaret Thatcher, Milk Snatcher" (Margaret Thatcher, Kẻ cướp sữa).[20] Bà viết trong nhật ký, "Tôi đã có một bài học đắt giá: Giơ đầu chịu báng mà chẳng được gì."[21] Thatcher cũng đã bảo vệ Viện đại học Mở khỏi bị đóng cửa. Bộ trưởng Tài chính muốn đóng cửa học viện này như là một phần trong kế hoạch cắt giảm ngân sách, phần khác là vì ông xem nó là một thủ thuật chính trị của cựu thủ tướng Harold Wilson. Song Thatcher tin rằng đây là một phương sách tương đối ít tốn kém để mở rộng giáo dục đại học; bà yêu cầu Viện đại học Mở mở rộng tuyển sinh cho người trưởng thành và học sinh đã bỏ học. Trong hồi ký, Thatcher kể rằng bà không ở trong số những người thân cận với Heath, vì vậy không có hoặc có rất ít ảnh hưởng trên các quyết định quan trọng của chính phủ bên ngoài khu vực thẩm quyền của bà.

Sau thất bại của Đảng Bảo thủ vào tháng 1 năm 1974, Thatcher trở thành Bộ trưởng Môi trường của Nội các Đối lập (Shadow Environment Secretary).[9]