继续留任省委常委，更没有在当年11月召开的中共十六大上，入选中央委员会。然而，就在山东省进行换届选举时，2003年1月9日，中共中央决定再度启用韩寓群，任命他为中共山东省委副书记。韩寓群第三次进入中共山东省委常委会。三天后，接替张高丽出任山东省人民政府代理省长；并在2003年4月，正式当选山东省省长。
退休.2007年6月13日，年届64岁的韩寓群，在山东省人大常委会十届二十七次会议上，辞去了省长的职务；两周后，被增补为第十届全国人大常委会委员，财政经济委员会副主任委员。2008年