2001年至2006年，任中华人民共和国农业部部长、党组书记。2003年3月17日，中华人民共和国国家主席胡锦涛发布第二号中华人民共和国主席令，根据中华人民共和国第十届全国人民代表大会第一次会议的决定，杜青林被任命为农业部部长。2006年12月任中共四川省委书记，2007年1月当选为四川省人大常委会主任，同年5月连任中共四川省委书记。2007年12月至2008年3月，任中共中央统战部部长，任至2012年8月。2008年3月起，兼任第十一届全国政协副主席、党组成员。2012年11月起，任中共中央书记处书记