2002年擔任同濟大學校長助理，2003年擔任同濟大學副校長(主持工作)，2004年7月起擔任同濟大學校長。還兼任同濟大學新能源汽車工程中心主任。萬鋼是第十屆全國政協常委。2006年任上海市科協副主席，2006年12月任中國致公黨主央副主席。2007年4月任科學技術部部長。2007年12月任中國致公黨主席。2012年12月，擔任中國致公黨第十四屆中央委員會主席。