Setelah lulus dari Fakultas TeknikUGM, Basuki mendapatkan pekerjaan di Kementerian Pekerjaan Umum sebagai PNS. Setelah beberapa tahun, ia memperoleh beasiswa dari kementerian untuk melanjutkan studinya, dan memperoleh gelar magister dan doktor dari Universitas Negeri Colorado [en] masing-masing pada usia 35 dan 38.[4] Setelah melanjutkan studinya, ia kembali ke Indonesia dan melanjutkan pekerjaannya di kementerian, menerima penghargaan sebagai pegawai kementerian tahun 1995.[7] Kemudian, ia dipromosikan menjadi Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian antara tahun 2005 dan 2007. Setelah itu, ia menjadi Inspektur Jenderal Kementerian hingga 2013.[8] Jabatan terakhir yang dijabatnya sebelum diangkat menjadi menteri pada Oktober 2014 adalah DirjenPerencanaan Tata Ruang.[9]
Pada tanggal 26 Oktober 2014, presiden yang baru terpilih Joko Widodo mengumumkan pengangkatan Basuki sebagai Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat.[12] Kementerian tersebut dibentuk dari penggabungan Kementerian Pekerjaan Umum dan Kementerian Perumahan Rakyat, yang sebelumnya dipimpin oleh Djoko Kirmanto dan Djan Faridz.[13] Seperti menteri lainnya, ia mengundurkan diri dari pekerjaan perusahaannya di Wijaya Karya setelah diangkat.[14] Ia adalah salah satu dari lima alumni Universitas Gadjah Mada di jajaran kabinet (tidak termasuk Jokowi sendiri), dan memiliki aset yang dilaporkan sebesar Rp6,5 miliar pada 2012.[15][16]
Kurang dari dua bulan setelah menjadi menteri, Basuki setuju memberikan pinjaman sebesar USD 62 juta untuk kompensasi para korban semburan lumpur panas Sidoarjo setelah menghubungi Bakrie Group.[17] Perusahaan tersebut diberi waktu 4 tahun untuk melunasi utang, atau menghadapi pengambilalihan aset mereka (sebagian besar tanah) oleh pemerintah.[18] Pada tahun 2016, ia juga dipanggil oleh Komisi Pemberantasan Korupsi (KPK) untuk menjadi saksi terkait kasus korupsi di kementeriannya.[19]
Pada tahun pertama kepemimpinannya, kementerian menerima peningkatan dana sebesar Rp33 triliun antara rancangan dan RAPBN, menerima peningkatan terbesar dibandingkan kementerian lain.[20] Meskipun hanya menggunakan sekitar 8% dari anggaran tahunan Rp118 triliun dalam lima bulan pertama,[21] pada akhir tahun jumlahnya meningkat menjadi 94,5%.[22] Kementerian menerima dana paling banyak dibandingkan kementerian lain pada tahun 2016,[23] sedangkan pada anggaran 2017 dan 2018 kementerian berada di urutan kedua di belakang Kementerian Pertahanan. Anggaran kementerian untuk tahun anggaran 2018 ditetapkan sebesar Rp107,3 triliun.[24][25]
Pada tahun 2017, DPR-RI mencabut dana untuk studi pemindahan ibu kota dalam anggaran kementerian. Basuki menggambarkan kemungkinan pemindahan ibu kota di masa depan dari Jakarta sebagai "keputusan politik",[28] dan langkah itu "tidak mudah" karena kementerian hanya baru selesai melakukan studi literatur alih-alih perencanaan makro. Ia menambahkan bahwa langkah seperti itu mungkin memakan waktu empat hingga lima tahun dalam persiapan. Ketua MPR-RIZulkifli Hasan telah menyerukan penundaan langkah tersebut, dengan alasan biaya utamanya di tengah proyek infrastruktur besar.[29] Basuki juga menunjukkan bahwa Palangka Raya tidak akan menjadi satu-satunya pilihan, jika langkah seperti itu dilakukan.[30]
Perumahan rakyat
Presiden Joko Widodo meluncurkan rencana untuk membangun 1 juta perumahan umum sebagai bagian dari 10 juta perumahan yang terjangkau pada tahun 2019, dengan sekitar 600.000 perumahan akan dibangun dari anggaran kementerian.[31] Dalam pelaksanaannya, program ini menerima berbagai keluhan terkait kecepatan proyek hingga lambatnya respon perizinan dari pemerintah daerah.[32][33] Menurut Basuki, sekitar 700.000 rumah telah selesai dibangun pada Oktober 2017.[34]
Pada 15 Januari 2020, ia dianugerahi gelar doktor honoris causa dari ITB atas jasanya di dalam infrastruktur bencana (pengembangan, pembangunan dan pengelolaan infrastruktur, khususnya dalam bidang sumber daya air dan infrastruktur tahan gempa).[43]
Pada 9 November 2023, atas jasa-jasanya memperkuat kerja sama Indonesia-Jepang, beliau dianugerahi tanda kehormatan "The Order of the Rising Sun, Gold and Silver Star" oleh kaisar Naruhito.[44][45]
Ia juga menerima Penghargaan Distinguished Honorary Fellow dari Federasi Organisasi Teknik ASEAN pada Februari 2017, serta Penghargaan International Lifetime Contribution dari Japan Society of Civil Engineers [en] pada bulan Juli 2017.[48][49]