Từ năm 1982, ông làm Bộ trưởng Giao thông Vận tải, được bầu làm Ủy viên Dự khuyết Bộ Chính trị khóa V, Ủy viên Chính thức Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VI (1986–1991), Phó Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng.

Sau khi thôi chức Bộ trưởng, ông được giao nhiệm vụ Đặc phái viên Chính phủ, Đặc trách Chương trình 327 về bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ và rừng đặc dụng, rồi là Cố vấn Đặc biệt của Thủ tướng Chính phủ, tham gia Ban Chỉ đạo Nhà nước về quốc lộ Hồ Chí Minh (Quốc lộ Trường Sơn).