任中共上海市静安区委副书记，副区长，开始从政之路。此后历任上海市人民政府教育卫生办公室副主任，市教育委员会副主任、市委教育工委副书记；市政府副秘书长等职。2000年11月，任中共上海市委常委、宣传部部长。2002年5月晋升中共上海市委副书记，历经黄菊、陈良宇、习近平、俞正声等四任市委书记。2013年2月1日，上海市十四届人大一次会议第四次全体会议选举殷一璀为上海市人大常委会主任。2013年4月20日，免去殷一璀的上海市委副书记，常委职务。2020年1月18日，上海市第十五届人民代表大会第三次会议上通过了关于