Pełnił funkcję pierwszego wicepremiera i ministra finansów w pierwszym rządzie Wiktora Janukowycza. 7 grudnia 2004 prezydent Łeonid Kuczma tymczasowo powierzył mu stanowisko p.o. premiera po tym, jak Wiktor Janukowycz udał się na urlop zdrowotny. Obowiązki premiera Ukrainy pełnił do 28 grudnia 2004 oraz ponownie od 5 do 24 stycznia 2005. Od 4 sierpnia 2006 do 18 grudnia 2007 był wicepremierem i ministrem finansów w drugim rządzie Wiktora Janukowycza.
W 2006, 2007 i 2012 ponownie uzyskiwał mandat poselski. W marcu 2010 przejął obowiązki przewodniczącego Partii Regionów oraz lidera jej frakcji parlamentarnej. Po wyrażeniu wotum nieufności wobec rządu Julii Tymoszenko przez Radę Najwyższą w dniu 3 marca 2010 stał się jednym z kandydatów na urząd premiera Ukrainy.
11 marca 2010, po zawiązaniu nowej koalicji parlamentarnej przez Partię Regionów, prezydent Wiktor Janukowycz mianował go nowym szefem rządu. Tego samego dnia parlament zatwierdził go na tym stanowisku oraz skład jego gabinetu. Podał się do dymisji 3 grudnia 2012 po wygranych przez Partię Regionów wyborach z 28 października 2012, które w kilku okręgach zostały unieważnione. Prezydent Wiktor Janukowycz przyjął dymisję rządu.