I 2001 ble Clemet utnevnt til utdannings- og forskningsminister i Kjell Magne Bondeviks andre regjering. Blant annet la hun frem en stortingsmelding om forskning, , og stod for innføringen av Kvalitetsreformen i høyere utdanning, som var igangsatt av tidligere regjeringer. I skolepolitikken påbegynte hun arbeidet med skolereformen Kunnskapsløftet, som ble behandlet av Stortinget våren 2004 (Stortingsmelding nr. 30 (2003–2004) ) og gjennomført fra 2006. Hun innførte også friskoleloven.