任同济大学副校长（主持工作）；2004年7月起，正式担任同济大学校长（副部长级），任至2007年；2006年起，兼任上海市科协副主席。
步入政界.2006年12月，万钢当选中国致公党中央副主席。2007年4月27日，科技部部长徐冠华因年龄到限，被免去职务；第十届全国人大常委会第二十七次会议决定任命万钢为科技部部长。万钢遂成为自1972年傅作义辞去水利电力部部长职务后，中华人民共和国35年来首位非中国共产党党员的正部长级官员。2007年12月21日，在中国致公党第十三届一中全会上