Sembari bekerja di kementerian, Basuki melanjutkan pendidikannya di Universitas Colorado dan berhasil meraih gelar master dan doktor.
Selama di Kementerian PUPR, karirnya terbilang cemerlang. Dia pernah menjabat sebagai Inspektur Jenderal dan Direktur Jenderal sebelum diangkat menjadi menteri oleh Jokowi pada tahun 2014 setelah lebih dari 30 tahun mengabdi sebagai pegawai negeri.
Basuki memiliki pengalaman luas dalam berbagai proyek nasional termasuk rehabilitasi pasca gempa dan tsunami di Aceh, penanganan banjir lumpur panas Sidoarjo, dan perbaikan Jalan Tol Purbaleunyi.
Pengangkatan Basuki sebagai Menteri PUPR diumumkan pada 26 Oktober 2014 oleh Presiden Joko Widodo. Setelah pengangkatannya, ia mengundurkan diri dari posisi di Wijaya Karya.
Basuki juga terlibat dalam berbagai kebijakan dan proyek besar, termasuk pemberian pinjaman untuk kompensasi korban lumpur panas Sidoarjo dan penanganan kasus korupsi di kementeriannya.
Kementerian PUPR di bawah kepemimpinannya menerima peningkatan dana signifikan dan alokasi anggaran tertinggi dibandingkan kementerian lain pada beberapa tahun.