W wyniku wyborów z 2001 dostał się do Senatu z ramienia SLD-UP (jako bezpartyjny kandydat wysunięty przez Unię Pracy) z wynikiem 246 tys. głosów. W 2002, także z ramienia SLD-UP, wystartował w bezpośrednich wyborach na urząd prezydenta miasta Warszawy. Przeszedł do drugiej tury (wyprzedzając m.in. Andrzeja Olechowskiego), w której został pokonany przez Lecha Kaczyńskiego (otrzymał niemal 30% głosów). 17 stycznia 2003, po odejściu Mariusza Łapińskiego, został ministrem zdrowia. Odszedł z tego urzędu 2 kwietnia tegoż roku, gdy wbrew jego stanowisku szefem NFZ został Aleksander Nauman, były współpracownik Mariusza Łapińskiego. W marcu 2004 był jednym ze współzałożycieli Socjaldemokracji Polskiej. 15 lipca 2004 przyjął propozycję kierowania resortem zdrowia w rządzie Marka Belki (zastąpił Mariana Czakańskiego)Postanowienie Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 15 lipca 2004 r. o zmianie w składzie Rady Ministrów ()..
Jako minister zdrowia przeprowadził w parlamencie ustawę o świadczeniach opieki zdrowotnej finansowanych ze środków publicznych i ustawę o Narodowym Programie Zwalczania Chorób Nowotworowych.