Berikutnya, ia menjadi Kepala Badan Kebijakan Fiskal, Kementerian Keuangan (2011-2013). Di akhir pemerintahan SBY, Bambang menjabat sebagai Wakil Menteri Keuangan (2013-2014).
Pada pemerintahan Jokowi, Bambang ditunjuk menjadi Menteri Keuangan 2014-2016. Saat menjadi Menteri Keuangan, ia merancang dan mengawal kebijakan pengampunan pajak atau Tax Amnesty hingga disahkan di DPR dan diimplementasikan.
Berikutnya Bambang digeser menjadi Kepala Badan Perencanaan Pembangunan Nasional (Bappenas) pada 2016-2021. Selanjutnya, per April 2021, ia didapuk menjadi Menteri Riset dan Teknologi.
Ibu Kota Negeara
Saat di Bappenas, Bambang mengurus persiapan pemindahan ibu kota negara dari Jakarta ke Kalimantan Timur. Dua sumber Tempo yang menyebut Bambang sudah disiapkan menjadi Kepala Badan Otorita Ibu Kota Negara. "Dia perform di situ," kata salah satu sumber dari partai pendukung pemerintah.
Bambang pernah mengatakan belum ada pembicaraan seputar jabatan baru untuknya setelah tak lagi menjabat sebagai Menteri Riset dan Teknologi. "Enggak ada," kata dia pada April 2021 lalu. Hingga akhirnya per hari ini ia diangkat sebagai petinggi di Telkom sebagai komisaris utama.
Baca: Profil Abdee Slank, Pendukung Jokowi yang Kini jadi Komisaris Telkom