2007年5月25日，在中共陕西省第十一届委员会第一次全体会议上当选为省委副书记。
2008年1月23日，在陕西省第十一届人民代表大会第一次全体会议上当选为陕西省省长。
2010年5月任山西省委委员、常委、书记。同年6月，陕西省第十一届人民代表大会常务委员会第十五次会议接受袁纯清辞去陕西省省长职务。7月当选山西省人大常委会主任。
2011年11月1日，中共山西省委第十届委员会第一次全体会议选举袁纯清为省委书记。
2013年1月，中共山西省委书记，山西省人大常委会主任。
2014年9月，任中央农村工作领导小组副组长。
中共十五大当选为中央纪委委员，中共十六届中央侯补委员，十七届、十八届中央委员。
