966年，桑国卫在上海第一医学院完成研究生学习后，被分配到浙江省医学科学院工作；并历任药物研究所研究实习员、助理研究员，药物研究所兼计划生育所副研究员、研究员、所长、世界卫生组织人类生殖研究合作中心主任，浙江省医学科学院副院长等职。其间，桑国卫还先后在剑桥大学生理系、英国伦敦大学皇家医学研究生院临床药理及甾体生化系进修，并获临床药理证书。1996年11月加入中国农工民主党。1997年，桑国卫步入政坛，出任浙江省卫生厅副厅长；一年后，升任浙江省人民政府省长助理。没多久，他被调到北京，出任国家食品药品监督管