1979年时被政府任命，进入行政院国家科学委员会工作，开始政府官员与学界交替的生涯。
独台会案.独台会案是台湾最后一起「叛乱案」，发生在一九九一年的国立清华大学。历史所学生廖伟程曾拜访台湾独立运动推动者史明，并在校内筹组《台湾人四百年史》读书会，检调竟于清晨五点闯进校园宿舍将他带走，并依《惩治叛乱条例》起诉，求处「唯一死刑」。刘兆玄身为当时清华大学的官派校长抗议法务部调查局进入校园逮捕学生的强硬作风，凸显出他崇尚自由、不畏权势的风格。1993年时以国立清华大学校长身份出任交通部