国后，石广生调入中国五金矿产进出口总公司工作，历任科员、副处长、副总经理等职。1986年10月，石广生进入经贸部，出任驻上海特派员办事处特派员；后历任对外经济贸易部进出口司司长，部长助理，中国政通教育校长，对外贸易经济合作部副部长等职。1998年3月，石广生接替吴仪，出任对外贸易经济合作部的部长。2001年11月11日，石广生代表中华人民共和国政府，在加入世界贸易组织的议定书上签字；从而标志着中国正式加入世贸组织。2003年3月，全国人大通过议案，决定在对外贸易经济合作部和原国家经济贸易委员会的基础上组