Cuando el 22 de febrero de 2012 la ministra de Ecología, Desarrollo Sostenible, Transportes y Vivienda Nathalie Kosciusko-Morizet renunció a su cargo para ejercer de portavoz de la campaña electoral por la reelección de Nicolás Sarkozy, Fillon asumió las funciones de ministro de este departamento que ejerció simultáneamente a sus funciones de primer ministro por el resto de su gobierno.