Do có chuyên môn kỹ thuật ông được Đảng phân công phụ trách các ngành liên quan đến kỹ thuật – công nghiệp đảm nhiệm nhiều chức vụ quan trọng.

Ủy viên Ban Thường vụ Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam, Phó Tổng thư ký (năm 1950)[2].

Giám đốc Sở Vận tải thuộc Bộ Giao thông Công chính (năm 1951)[3]

Thành viên Tiểu ban Công vận của Ban chấp hành Trung ương Đảng (năm 1951)[4]

Trưởng ban vận tải tiền phương, tổng chỉ huy về vận tải của Chiến dịch Điện Biên Phủ (năm 1954)

Tổng cục trưởng đầu tiên của Tổng cục Đường sắt (1955 – 1957) thuộc Bộ Giao thông Bưu điện,[5]

Thứ trưởng Bộ Giao thông Vận tải và Bưu điện (1957 – 1960),[6]

Phó Trưởng ban Công nghiệp Trung ương (1960 - 1965)[7],

Thứ trưởng thứ nhất Bộ Giao thông Bưu điện (năm 1965 - 1967),[8]

Trưởng ban Công nghiệp Trung ương[9], Bộ trưởng Bộ công nghiệp nặng (tháng 11 năm 1967 đến tháng 12 năm 1969),[8]

Bộ trưởng đầu tiên của Bộ Điện và Than (tháng 12 năm 1969 đến tháng 4 năm 1974),[10]

Phó Chủ nhiệm Ủy ban Kế hoạch nhà nước (1974 – 1980) hàm Bộ trưởng,[11],[12]

Sau đó ông còn đảm nhận chức vụ Đại sứ Việt Nam tại Liên Xô (1980 - 1982).[13],[14]. Đại sứ tiền nhiệm là ông Nguyễn Hữu Khiếu, người kế nhiệm là ông Đinh Nho Liêm.

Ông có nhiều đóng góp quý báu trong quá trình phục hồi kinh tế, phát triển công nghiệp tại miền Bắc.

Tại Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam III (1960), Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam IV (1976) ông được bầu vào Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam.