世恩超升为体仁阁大学士，管理户部事务。道光十四年（1834年）正月，在军机大臣上行走，兼翰林院掌院学士。道光十五年（1835年）二月，授东阁大学士，管理工部事务，此后出任上书房总师傅，加太子太保衔。道光十八年（1838年）五月，晋为武英殿大学士。黑龙江将军请求在都尔特增加六屯，潘世恩认为该地应当作为游牧之地，开垦是失策，不可允许。言官上奏说山东盐课请归地丁，潘世恩认为山东场灶有一半靠近江淮地区，一旦归地丁，听任民众自运自销，一定会成为两淮引课的连累，不可实行。鸦片战争爆发后，潘世恩支持林则徐前往广东禁烟