En 2009, il est réélu au scrutin uninominal en remportant 47,8 % des suffrages, et quitte peu après son poste à la chancellerie, du fait de ses nouvelles responsabilités au sein de son parti. Aux élections fédérales du 22 septembre 2013, il remporte de nouveau un mandat direct, avec 51,6 % des voix. Le 17 décembre suivant, il est nommé ministre fédéral de la Santé dans le cabinet Merkel III, formé par une grande coalition.