在政治上，溫家寶也積極要求進步。當時溫家寶是班上的宣傳委員。有一年，全班同學到北京清河一個生產大隊幫忙收玉米，回到學校沒幾天，溫家寶自己又去了一趟。有同學就問他：“我們剛剛回來了，你怎么又去？”溫家寶回答：“你們從農村來的同學，都注意培養與勞動人民的思想感情，我作為城市里出生的，要更加注意這個事情。”
組織政治學習時，往往是宣傳委員溫家寶主持。那時中共跟蘇共起了爭論，舉國上下興起“反修斗爭”。溫家寶在發言時特別認真，都要提前打好腹稿，一條、兩條、三條，說得很清楚。
中國地質大學校長趙鵬大后來看到溫家寶當總理時經常下基層與老百姓傾心交談，一點也不覺得意外，“這是他很自然的一種職業習慣”。2009年元宵節時，趙鵬大受邀與中央領導歡聚，看到第四個節目時，溫家寶突然跑到趙鵬大身邊拍他。兩人就那么站著聊了好久，趙鵬大對溫家寶感慨道：“看你抗震救災、抗洪搶險的表現我感到很親切，都是我們校風的自然流露。”溫家寶連說了三聲：是，是，是。
由于成績優異，表現突出，作為全班兩個黨員之一，溫家寶在本科畢業時被保送讀研究生。1968年研究生畢業時，溫家寶主動要求前往“邊塞”甘肅，他被分配到武威以西500公里的酒泉，一干就是十多年。
溫家寶在酒泉的地質力學隊任技術員，主要從事祁連山地區區域地質調查，即填出不同比例尺的地質圖供找礦用。據《蘭州晨報》報道，溫家寶從地質技術員干起，常年奔波在野外，用老同志的話講，一年四季穿皮襖，沒有見過夏天。至今仍供地質部門使用的祁連山脈1∶20萬區調圖，就是在溫家寶參與下繪制完成的。
中國工程院院士湯中立曾經在甘肅地礦局與溫家寶共事。他曾向記者回憶，“溫家寶的工作能力是很有特色的，他能抓住問題的關鍵，也能夠給領導出謀劃策。”
1976年，溫家寶由隊技術員調任隊政治處干事，隨后轉為政治處負責人。在地質隊曾經發生過一次溫家寶讓工資的故事。溫家寶畢業以后，到1970年代的很長時間里，都沒有提過工資。湯中立回憶：那次國家有個精神，要給一部分人提一級工資，大概只有百分之四十的比例。
“本來他們隊上要給溫家寶提一級工資，但他表示讓給其他的同志。”湯中立說，在那個時候能提工資機會難得，他主動讓了。
1981年，溫家寶被提拔為甘肅省地質局副局長，更大的政治機遇也很快到來。1980年8月18日，鄧小平在中央政治局擴大會議上作了《黨和國家領導制度的改革》的講話，談到“干部隊伍要年輕化、知識化、專業化，并且要把對于這種干部的提拔使用制度化”。
在此背景下，時任地質礦產部部長孫大光開始在全國地質系統考察干部，為部級后備干部選將。
“從1980年開始，先后組織了五批這樣的考察，涉及三十多名中青年干部。我有幸參加了第二批和第四批考察。”2010年1月13日，在孫大光去世五周年紀念日，溫家寶在《人民日報》上發表了一篇回憶文章，稱：“我們這些名不見經傳的小人物，就是這樣從山溝里被選拔出來，一步步走上領導崗位的。”
在西北山溝里磨礪十四年后，1982年，溫家寶由甘肅調入北京，進入地礦部，擔任正局級政策法規研究室主任。
從地方到中央
赴地礦部工作后，溫家寶曾經給潘桂堂寫去一封信：
“經中組部批準，上個月我已調任地質礦產部政策法規研究室主任，這對于我來說有著一副不輕松的擔子。前面的道路不會是平坦的，困難很多，我還是堅持這樣的人生要義：聰明老實，且多聞多思，實事求是，持之以恒，行之有素。就可以克服一切困難，公道自在人心。”落款時間是1982年12月19日。
1983年，溫家寶升任地礦部副部長，分管計劃、財務等工作。
對于孫大光的知遇之恩，溫家寶心存感念，即便后來到中央工作時，也不忘逢年過節看望老領導。“我父親不過是發現了一個人才而已，他只是做了一個伯樂。”孫大光之女孫茜苓說。
但作為地質專業出身，溫家寶的確非常重視地質事業的長遠發展。“國務院做出關于加強地質工作的決定，就是他當副總理后期的事情。”潘桂堂認為，1998年地礦部被并入國土資源部的影響很大，“這個決定以后的十幾年，是地質工作最輝煌的時候。”
在地礦部副部長任上不足兩年，1985年春天，溫家寶被任命為中共中央辦公廳副主任。據人民網2012年報道，溫家寶在上世紀80年代得到重用，主要因為時任中共中央總書記胡耀邦“選干部不任人唯親，很重才干”。胡耀邦挑選標準有四個：副部級以上、年輕、學歷較高和有才能。一位曾在中共中央辦公廳工作近10年、作為溫家寶直接下屬4年多的人士說，“中組部考察時，發現他各方面才能很全面，人品也好，而不僅僅是個只懂技術的干部。”
關于這段往事，胡耀邦之子胡德華曾對《東方早報》回憶：“王兆國同志跟我講過，當時他是中央辦公廳主任，他就跟我父親提出來，說：‘中辦還要有一個副主任，耀邦同志你看選誰好？’父親就說：‘中辦這個崗位非常重要，你要選一個非常優秀的干部，最好選一個我不認識的干部，要選你認為最優秀的。’因為如果選他認識的，將來一些原則問題不好處理。這樣，兆國和中組部專門挑選了家寶同志。”
從中辦副主任到主任，溫家寶給下屬留下工作非常細致的印象。“我們寫的文件，包括研究室的領導都覺得沒問題了，他還是能發現一些問題，比如措辭不當等。”曾經在上世紀80年代在中辦工作過的吳稼祥覺得：溫家寶做任何事情都非常認真。
之后，溫家寶從中央政治局候補委員，到中央政治局委員，分管的事項愈發繁重。1992年后，溫家寶以政治局委員身份兼任書記處書記，主管財經、科技、農業和農村工作，兼任中央財經領導小組副組長、防汛總指揮部總指揮等職務。
敢負責任
1998年3月，溫家寶在全國人大九屆一次會議上，當選為國務院副總理，并在隨后出任國家防汛抗旱總指揮部總指揮。那一年夏天長江抗洪搶險行動中，溫家寶擔任總指揮。
據人民網報道，當時，湖北武漢汛情告急，荊江已超過國務院規定的分洪規定水位，輿論急切要求炸毀荊江大堤，分洪以保武漢三鎮。當時難以抉擇，如果炸堤分洪，公安縣將化為澤國，40萬人無家可歸，并造成150億元人民幣的損失。而萬一決口，武漢三鎮將遭淹沒，損失更非千億元所計算。
作為前線總指揮，溫家寶最終決定固守大堤。經過護堤官兵艱苦卓絕的努力，大堤保住，洪水終于退下。溫家寶后來曾跟老同學潘桂堂說起此事，“除了根據自己的專業做出一些判斷外，最后起決定性作用的是聽了氣象專家和水利專家兩方面意見，沒聽當地人的。”
“這次表現充分說明，溫家寶是個敢于承擔責任的人。”馬玲在她關于溫家寶的一本傳記中提到，“溫家寶后來跟孫大光說，當時他已做好準備，如果大堤決壩了，他會承擔一切責任，從那兒跳到江里去。”
《華盛頓郵報》也評價他“具有領袖氣質，敢做決定，敢負責任”。在溫家寶2003年就任總理后的首場記者招待會上，他說：“大家普遍認為我是一個溫和的人。但同時，我又是一個有信念、有主見、敢負責的人。”
2009年教師節前夕，溫家寶到北京三十五中學聽課，其間指出該校使用的地理教材中的問題——對中國地區的劃分不清楚，把陜西、甘肅等劃入華北地區。過后沒幾天，一天晚上八點多鐘，中國地質大學老校長趙鵬大在家中突然接到中辦電話，說溫家寶要跟他通話。
溫家寶上來就直接問他：“你看了我在三十五中講話的那個報道嗎？”趙鵬大回答：“我看了，我很同意你的觀點，那些省怎么能劃到華北行政區呢？”溫家寶說，“現在有人批判我的觀點，外電還借此來炒作。”隨后他在電話里詳細解釋為什么這些省不應該劃到華北，“從李四光的地質力學，到現在板塊構造的觀點，用地質理論論證”，解釋了二十多分鐘。
2013年中央舉辦的元宵晚會上，趙鵬大本來想或許還能再遇見溫家寶，然而已經不再擔任中央政治局常委的溫家寶，并沒有現身。
有人聽溫家寶的母親說過，“家寶有一次放學回來說，長大了我要給國家干大事。”
溫家寶從小立志，跟隨偶像周恩來的步伐入南開中學讀書。1968年他離開學校步入甘肅地質工作第一線，從最普通的找礦技術員做起，一步一步走上總理的崗位。
走過十年總理任期，溫家寶在2013年兩會后卸下了重擔。一如當年對他母親許下的諾言，溫家寶確為國家干了大事，功過如何，也將留與后人評說。
