تدرج عصام شرف في مناصبه، لتضيف كل محطة من هذه المحطات العلمية والأكاديمية إلى خبرته العملية، وعيا مسؤولا عن متطلبات الإدارة الحديثة. الذي تتطلع إليه مصر ما بعد مبارك. # عمل أستاذا زائرا في جامعة بيردو عامي 1984 و1985، ثم مدرسا في كلية الهندسة في جامعة القاهرة بين عامي 1986 و1991، وأستاذا مساعدا بكلية الهندسة بجامعة الملك سعود في المملكة بين عامي 1990 و1996. # وتقلدشرف منصب وزير النقل والمواصلات في أول حكومة شكلها الدكتور أحمد نظيف في يوليو 2004، إلا أنه أقيل منها في ديسمبر 2005. # بصمة النزاهة، ميزت شرف في حقبة الرئيس السابق حسني مبارك، إذ تقدم شرف باستقالته من وزارة النقل ثلاث مرات احتجاجا على السياسات التي كانت تدار بها الوزارة السابقة، وخاصة بعد حادث قطار قليوب، كما استقال من منصبه كرئيس لجنة التسيير في نقابة المهندسين مرتين بسبب إصرار الدولة على فرض الحراسة القضائية على النقابة. # شارك عصام شرف في اعتصامات ميدان التحرير أثناء ثورة 25 يناير التي كانت السبب في إجبار الرئيس محمد حسني مبارك على التنحي، بما يجعله أحد الوزراء السابقين القلائل الذين أعلنوا تأييدهم لثورة 25 يناير منذ أيامها الأولى. # في 3 مارس 2011 أعلن المجلس الأعلى للقوات المسلحة قبول استقالة الفريق أحمد شفيق من رئاسة الوزراء، وتكليف الدكتور عصام شرف وزير النقل الأسبق بتشكيل الحكومة الجديدة..
