Grabarczyk wrócił do rządu po trzech latach. Od 2007 roku pełnił funkcję ministra infrastruktury w gabinecie Donalda Tuska. Został odwołany w 2011 roku. Był często krytykowany za złą sytuację autostrad i polskich kolei. Opozycja trzykrotnie składała wobec niego wniosek o wotum nieufności, ale bezskutecznie.