Attal kemudian menjadi juru bicara pemerintahan Jean Castex, antara tahun 2020 dan 2022. Dalam pemerintahan Élisabeth Borne, yang dibentuk pada tahun 2022 di bawah kepemimpinan kedua Emmanuel Macron, Attal adalah Delegasi Menteri pertama yang membidangi Akun Publik.
Terpilih kembali sebagai wakil pada Pemilu Legislatif 2022, Attal tidak menduduki jabatan tersebut agar tetap berada di pemerintahan. Pada Juli 2023, Attal diangkat menjadi Menteri Pendidikan Nasional dan Pemuda.
Pada tanggal 9 Januari 2024, sehari setelah pengunduran diri Élisabeth Borne, Presiden Emmanuel Macron mengangkatnya sebagai Perdana Menteri, yang termuda dalam sejarah Republik Kelima (pada usia 34 tahun).***