В конце марта – начале апреля 2004 неоднократно критиковал практику применения «единого государственного экзамена» (ЕГЭ), внедрявшегося прежним министром образования Владимиром Филипповым, и обещал, что ЕГЭ не станет единственной формой проверки знаний российских выпускников, а затем заявил, что прием в вузы по результатам массового ЕГЭ «несовместим с понятием профессионального высшего образования» («Время новостей», 7 апреля 2004).

Выступил против вариативности образования, 18 апреля 2004 подверг критике «множественность» учебников и предложил вместо этого «один-два учебника по каждому предмету и дополнительную литературу, на которые учитель сможет уверенно опираться» («Время новостей», 19,04.2004).

После назначения А. Фурсенко министром образования и науки министерство утвердило разработанный при прежнем министре Владимире Филиппове новый учебник для 10-го класса «Основы безопасности жизнедеятельности», вызвавший обвинения в распространении этнической ксенофобии, в частности по отношению к цыганам, которые в этом учебнике обвиняются в распространении в России инфекционных заболеваний («среди факторов риска, среди путей передачи инфекционных начал выделяют: контакт с бомжами, цыганами, в том числе с их одеждой, руками, предметами, которыми они пользовались… Возможны: вшивость, желудочно-кишечные, простудные заболевания, дизентерия, брюшной тиф, холера, туберкулез, грипп, сифилис, сыпной тиф»).

В феврале 2005 года Фурсенко предложил разделить все вузы на три группы: 10–20 «мультидисциплинарных национальных университетов», 100–200 вузов второго эшелона и все остальные. По его плану, чем выше будет категория университета, тем больше будет получаемая им господдержка. Национальные университеты получат право самостоятельно определять политику своего развития, например, они смогут решать, переходить ли им на систему бакалавриата-магистратуры, определять круг и программу экзаменов. Второму эшелону будут оплачивать подготовку бакалавров и магистров, а университеты третьего уровня, по словам министра, вероятно, смогут готовить только бакалавров: «Это как в спорте, ни у кого же не возникает вопросов, почему одни команды играют в высшей лиге, а другие – только во второй… Мы проведем ранжирование на основании четких и всем понятных критериев, и университеты смогут переходить из одной лиги в другую». (Ведомости, 14 февраля 2005).

17 февраля 2005, выступая в США, сказал: «Качество образования в России падает, и мы теряем конкурентоспособность, но признание этого позволит изменить ситуацию к лучшему». По его словам, проводимая в России реформа системы образования должна «определить среди российских вузов лидеров» в области образовательных услуг и увеличить их финансирование. (РИА Новости, 18 февраля 2005).

4 апреля 2005 года депутат Государственной Думы от КПРФ Олег Смолин объявил о создании всероссийского общественного движения «Образование для всех» специально для борьбы против политики Фурсенко. В проекте декларации, подготовленной к учредительному съезду, было записано, что движение призвано остановить «бюрократические контрреформы» Минобрнауки, а именно не допустить, чтобы российское образование стало платным.

Претензии Смолина к Минобрнауки, изложенные в декларации, касались в основном планов по изменению финансирования учебных заведений, в первую очередь вузов. Министерство собиралось раздать бюджетные деньги лишь вузам, доказавшим качество обучения, урезав содержание «неэффективных» вузов. Таким вузам будет предложено привлекать деньги из частных источников, изменив для этого форму собственности. По мнению Смолина, новый статус вузов – первый шаг к их приватизации, которая закроет путь к высшему образованию «Ломоносовым из регионов». (Коммерсант, 5 апреля 2005)

Другим доказательством того, что государство намерено устраниться от образования, Смолин считал «насильственный бакалавриат»: расчленение высшего образования на четырехлетний бакалавриат (для всех) и двухлетнюю магистратуру (для избранных) просто сократит расходы бюджета и наводнит страну недоучками. Таким же образом, по мнению авторов декларации, дело обстоит и в школе: намерение министерства уменьшить школьную нагрузку на 25 % означает скрытую коммерциализацию школы, поскольку эти уроки не отменят, а просто превратят в платные факультативы. (Коммерсант, 5 апреля 2005)

В ответ Фурсенко обвинил Смолина в том, что тот «во многом сам придумывает предпосылки, с которыми потом предлагает бороться». (Коммерсант, 5 апреля 2005).

С октября 2005 года – член Совета при Президенте Российской Федерации по реализации приоритетных национальных проектов.

В октябре 2005 года бывший министр образования РФ Эдуард Днепров, комментируя слова Фурсенко о том, что от термина «бесплатное образование» надо уходить, поскольку такого все равно не бывает: за образование платит либо государство, либо бизнес, либо сам учащийся, сказал: «Это или дремучая некомпетентность, или беззастенчивая ложь! Ведь государство платит за образование за счет средств налогоплательщиков. Люди уже так или иначе заплатили за обучение своих детей, но псевдореформаторы пытаются заставить их платить второй раз». (АиФ, № 41, 2005).

С ноября 2005 года – член Правительственной комиссии по инвестиционным проектам, имеющим общегосударственное значение.

С января 2006 года – председатель Межведомственной рабочей группы по приоритетному национальному проекту «Образование» при Совете при президенте РФ по реализации приоритетных национальных проектов.

С мая 2006 года – член Правительственной комиссии по делам несовершеннолетних и защите их прав.

C июня 2006 года – заместитель председателя Правительственной комиссии по противодействию злоупотреблению наркотическими средствами и их незаконному обороту.

9 октября 2007 года Путин подверг жесткой критике Министерство образования и науки за недочеты при формировании госзаказа на подготовку специалистов для регионов. «Зачем такой заказ, который не соответствует потребностям региона? – спросил Путин у Фурсенко на заседании Совета законодателей. – Я не понимаю, как вы готовите заказ, если у вас есть подозрения, что за многими регионами стоит лоббизм отдельных вузов, которые не хотят перестраиваться и которым легче работать по старым лекалам, а такая опасность существует, но вы из Москвы не всегда гибко реагируете». (РИА Новости, 9 октября 2007)

После отставки правительства Фрадкова в сентябре 2007 сохранил свой пост в обновленном составе правительства во главе с Виктором Зубковым.

12 мая 2008 года новый глава правительства В. Путин произвел назначения в правительство. Фурсенко сохранил пост министра образования и науки.

С мая 2009 – член Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России (председатель – президент Медведев).

Член совета при президенте РФ по реализации национальных проектов, глава межведомственной рабочей группы по национальному проекту «Образование».

Член Совета директоров ОАО «Российская электроника».

Автор более 100 научных работ.

В 1991–1993 годах в соавторстве с доцентом кафедры физической механики СпбГУ Татьяной Хантулевой написал теоретическую работу «Нанесение равномерных тонких покрытий в химических реакторах» (по версии Т. Хантулевой: «Точнее, это я писала. А он мою работу контролировал» – «Версия», № 14, 12–18 апреля 2004).