1999年12月，当选为中国工程院院士。

1999年12月—2000年01月，担任湖北省委常委、华中科技大学校长。

2000年01月—2001年12月，担任湖北省委常委、华中科技大学校长、湖北省科技厅厅长。

2001年12月—2002年04月，担任湖北省委常委、武汉市委副书记、代市长、市长。

2002年04月—2003年03月，担任中华人民共和国教育部副部长、党组副书记。

2003年03月—2009年10月，担任中华人民共和国教育部部长、党组书记。

2009年10月—2010年06月，担任中国工程院党组副书记。

2010年06月—2017年05月，担任中国工程院院长、党组书记。

2010年9月，当选瑞典皇家工程科学院外籍院士。

2013年2月，当选美国国家工程院外籍院士。

2017年05月—2018年6月，担任中国工程院院长、党组成员。

2018年09月，当选英国皇家工程院外籍院士。

2022年7月，担任中国工程院第八届主席团名誉主席。

周济研究并组织实施了发展与推广应用数控、CAD和智能制造的技术路线；提出并实践了单调性分析优化、数控加工直接插补等算法理论；主持研制了华中I型数控系统以及优化设计、机械CAD等系列软件产品，广泛应用于机械、航空、航天、能源等行业。

截至2013年7月，周济发表论文200余篇，出版著作12本。

2003年至2009年，周济担任中华人民共和国教育部部长期间，对教育进行了多项改革措施。

中职学校扩招

2005年，周济接受央视新闻频道《新闻会客厅》周五特别节目《决策者说》节目专访时表示：2005年中国教育领域最大的举措是中等职业技术学校扩招100万。按照理论，进入普通高中和中等职业学校的学生，比较理想的比例应该是1：1。于是，教育部决定2005年和2006年，中职学校连续扩招100万。目标是到2010年，使得中等职业学校的招生规模达到800万，与普通高中的招生人数持平。

农村义务教育

2008年3月，周济做客人民网谈教育热点问题时表示：在过去的几年当中，中国政府把农村教育摆在了整个教育工作重中之重的位置上，新增的教育经费主要用于农村，采取了一系列重大措施，努力缩小城乡之间的教育差别，主要体现在这样几个方面：第一，实现了农村免费义务教育。第二，在西部地区实行了“两基”攻坚计划，2007年年年底，完成了西部地区“两基”攻坚计划，也就是说基本普及了九年义务教育，基本扫除了青壮年文盲。

2010年至2017年，周济担任中国工程院院长期间，对院士制度进行了多项改革措施。

修订《中国工程院章程》

2014年6月，周济接受《人民日报》专访时，针对院士制度改革的具体问题，他认为：按照《中国工程院章程》修订的精神，2014年下半年的主要工作就是进一步完善和修订与之相关的多项增选办法和规定，以及院士科学道德守则等一系列的管理办法，尽最大努力减少非学术因素对院士工作的影响或干扰，避免院士荣誉称号与不合理的物质利益挂钩，强化院士队伍的学术引领功能和科学道德的垂范作用，使院士称号回归学术性、荣誉性的本质定位，以更好发挥广大院士作用，更好发现和培养拔尖人才，更好维护院士群体的荣誉和尊严，更好激励科技工作者特别是青年才俊的积极性和创造性。

2016年6月1日，周济在中国工程院第十三次院士大会第四次全体大会上作工作报告时表示：青年人才是工程科技的未来。中国工程院全体院士要作提携后学的领路人，善于发现青年人才，大力提携青年人才，为拔尖创新人才脱颖而出铺路引航。

周济在数控、CAD与设计优化方面的杰出贡献，他的研究成果在机械、航空、航天、能源等行业，创造了显著的社会效益和经济效益。（华中科技大学评）

周济从成功的专业工作者成长为管理工作者，他有着对工作精益求精的态度。（华中科技大学教授陈海春评）

周济院士多年来努力发展科研技术，大力推行科技教育，并且把科研产品广泛应用于社会，改善人民的生活。既教之，亦富之；善莫大焉！（香港中文大学评）