Som følge av hans virksomhet som «borgerlig» minister ble det på sosialistkongressen i Bordeaux 1903 foreslått at han skulle ekskluderes fra partiet, noe som imidlertid ble avslått av kongressen. I senere år inntok Millerand imidlertid som «uavhengig sosialist», en stadig mer avsondret stilling fra sine gamle kamerater. Han var i tiden juli 1909 til november 1910 minister for offentlige arbeider i Aristide Briands første ministerium, og utviklet som sådan en energisk virksomhet ved bekjempelsen av den store jernbanestreiken i oktober 1910. Han ble senere uenig med Briand om dennes program for ordningen av de jernbaneansattes fremtidige stilling og ble derfor ikke med i den andre briandske regjering, som ble dannet 4. november samme år.