8年至2002年，任交通部副部长、党组成员。其间，1998年至2002年哈尔滨工业大学管理科学与工程专业在职研究生学习，获管理学硕士学位；2000年9月至11月，在中央党校省部级干部进修班学习。2002年9月，升任交通部党组书记；2002年10月，接替黄镇东出任交通部部长，以时年49岁成为当时国务院各部委中最年轻的部长。任内他推动中国高速公路的发展。2003年3月17日，中华人民共和国国家主席胡锦涛发布第二号中华人民共和国主席令，根据中华人民共和国第十届全国人民代表大会第一次会议的决定，张春贤被任命为交通部