一步升任政府工程师。1981年，他调往工务司署（后分拆为工程拓展署）辖下的路政处任职，期间于1982年进一步升任首席政府工程师，及后于1983年至1986年出任新界拓展署屯门新市镇拓展处处长（后改称新界西北拓展处处长），以及于1986年至1989年出任拓展署辖下市区拓展处首席政府工程师。在路政处、屯门新市镇拓展处和市区拓展处任职期间，桂诗勤参与了多项大型基础建设的规划和兴建，当中包括新界环回公路（即9号干线）、青衣至大屿山干线（即青屿干线）、东区走廊，以及港口及机场发展策略前期策略性发展研究所涉及的西九