23 grudnia 2005 został powołany na stanowisko sekretarza stanu w Ministerstwie Obrony Narodowej. Przestał pełnić tę funkcję 2 sierpnia 2006. Tego samego dnia objął urząd szefa Kancelarii Prezydenta RP, rezygnując z zasiadania w parlamencie.
7 lutego 2007 został powołany na stanowisko ministra obrony narodowej w miejsce Radosława Sikorskiego, który podał się do dymisji. 14 marca tego samego roku otrzymał nominację w skład Rady Bezpieczeństwa Narodowego. 7 września został odwołany z Rady Ministrów i jednocześnie powołany na sekretarza stanu i kierownika w Ministerstwie Obrony Narodowej, 10 września prezydent RP Lech Kaczyński ponownie wręczył mu nominację na ministra obrony narodowej.
W wyborach parlamentarnych w 2007 po raz trzeci uzyskał mandat poselski, otrzymując w okręgu olsztyńskim 29 592 głosy. 15 stycznia 2009 został mianowany szefem Biura Bezpieczeństwa Narodowego, tracąc z upływem tego dnia mandat poselski.
Zginął 10 kwietnia 2010 w katastrofie polskiego samolotu Tu-154M w Smoleńsku w drodze na obchody 70. rocznicy zbrodni katyńskiej. 21 kwietnia został pochowany w Kwaterze Smoleńskiej na Cmentarzu Wojskowym na Powązkach w Warszawie.