Po przejściu w lutym 2004 r. Tarso Genro do Ministerstwa Edukacji, objął stanowisko sekretarza ministra. W tym okresie koordynował pracę zespołu, który przygotował projekt reformy uczelni wyższych.
Po wybuchu skandalu korupcyjnego i dymisji José Genoíno Neto z funkcji przewodniczącego Partii Pracujących, Tarso Genro odszedł z Ministerstwa Edukacji na stanowisko przewodniczącego partii, a Haddad 29 lipca 2005 r. objął funkcję ministra edukacji. Na tym stanowisku kontynuował politykę swojego poprzednika, ale także dążył do powołania funduszu wsparcia i rozwoju edukacji oraz pracowników oświaty, który utworzono w grudniu 2006 r. Po reelekcji prezydenta w 2006 r. Haddad utrzymał stanowisko. Zajął się wówczas wprowadzeniem programu ewaluacji oświaty.
Po zakończeniu kadencji Luli był wymieniany w 2011 r. jako możliwy kandydat na burmistrza São Paulo w wyborach planowanych na kolejny rok, jednak spotkało się to z oporem senator i byłej już wówczas burmistrz Marty Suplicy. Ostatecznie w listopadzie został zatwierdzony jako kandydat, po rezygnacji innych polityków Partii Pracujących. Z tego powodu w styczniu 2012 r. ustąpił z funkcji ministra w gabinecie Dilmy Rousseff, a zastąpił go Aloízio Mercadante. W pierwszej turze Haddad zdobył 29% głosów i z wynikiem gorszym o 2 pp.