97年3月，基里延科被任命为俄罗斯燃料和动力部第一副部长，同年11月升任部长。1998年3月23日，叶利钦总统任命基里延科为第一副总理和代总理，几天后又提名他为政府新总理候选人。他是继盖达尔和切尔诺梅尔金之后俄罗斯政府的第三任总理，并以35岁之龄成为俄罗斯历史上最年轻的总理。
俄原子能署署长.基里延科2000年5月18日出任俄原子能署署长，2005年11月14日去职。