2006年11月，丁学东调任财政部部长助理、党组成员，一年半后升任副部长，成为当时最年轻的财政部副部长。
 
2010年，50岁的丁学东迎来仕途的重要转折，当年5月首度出任国务院副秘书长，成为当时最年轻的“60后”国务院副秘书长，协助时任国务院副总理回良玉工作。
 
2013年，丁学东再度履新。当年3月，中投第一任董事长楼继伟就任财政部长。4个月后的7月5日，中投公司发布消息，国务院决定，任命丁学东为中投公司董事长。