Sebagai ahli Parti Tindakan Rakyat (PAP), Tan menjadi Ahli Parlimen (AP) pada tahun 1979 dan dilantik sebagai Menteri Kanan Negara dalam Kementerian Pendidikan pada tahun 1979. Apabila Tan menyertai barisan Kabinet pada tahun 1980, beliau ditugaskan sebagai sebagai Menteri Pendidikan (1980-1981 & 1985-1991), Menteri Perdagangan dan Industri (1981-1986), Menteri Kewangan (1983-1985), dan Menteri Kesihatan (1985 -86).

Tan menyokong potongan CPF pada tahun 1980-an namun tidak disetujui Perdana Menteri Singapura, Lee Kuan Yew kecuali "dalam krisis ekonomi".

Singapura menyaksikan peralihan kepimpinan selepas Pilihan raya Singapura 1984 . Tiga bulan sebelum pilihan raya, semua ahli-ahli PAP Jawatankuasa Eksekutif Pusat (CEC) kecuali Lee Kuan Yew telah meninggalkan CEC untuk membenarkan "generasi kedua" pemimpin akar umbi PAP berkembang. Peralihan kepimpinan ini menyaksikan peranan Tan sebagai Menteri Pendidikan diganti oleh ketua arkitek ekonomi Singapura, Goh Keng Swee.

Sebelum Pilihan raya Singapura 1984, Lee Kuan Yew dan Goh Keng Swee telah mencuba dasar eugenik di Singapura .