Recommandé à Louis XIV par Mazarin, dont il était l'homme de confiance, il contribua à la chute de Fouquet, devint surintendant des Bâtiments (1664), contrôleur des Finances (1665), puis secrétaire d'État à la Maison du roi (1668) et à la Marine (1669). Il exerça peu à peu son activité dans tous les domaines de l'administration publique. Par des mesures protectionnistes et en s'appuyant sur les théories mercantilistes, il favorisa l'industrie et le commerce, fit venir en France des artisans de l'étranger, multiplia les manufactures d'État, réorganisa les finances, la justice, la marine, créa le régime de l'inscription maritime et la caisse des invalides, fonda plusieurs compagnies royales de colonisation (des Indes orientales et occidentales, 1664 ; du Levant, 1670 ; du Sénégal, 1673) et favorisa la « peuplade » du Canada. Membre de l'Académie française, il constitua en 1663 un « conseil », noyau de la future Académie des inscriptions, fonda en 1666 l'Académie des sciences, créa l'Observatoire en 1667, patronna Le Brun. Il publia une série d'ordonnances destinées à uniformiser et rationaliser la législation selon les principes de la centralisation monarchique. À partir de 1671, il tenta de lutter contre les dépenses royales, mais son influence diminua au profit de celle de Louvois.