Em fevereiro de 2004, com a ida de Tarso Genro para o Ministério da Educação, passou a exercer a função de secretário-executivo do referido Ministério. Durante sua gestão, coordenou o grupo executivo que elaborou o projeto de reforma universitária, defendida pelo governo federal. Além disso, levou a cabo um dos projetos mais importantes ligados àquela pasta: o Programa Universidade para Todos (ProUni).