Com 39 anos, o médico infectologista graduado pela Universidade de Campinas (Unicamp) foi escolhido por Dilma Rousseff para permanecer no governo, à frente do Ministério da Saúde. O nome de Padilha foi confirmado pelo Palácio do Planalto no dia 20 de dezembro.

Pós-graduado em doenças infecciosas e parasitárias pela Universidade de São Paulo (USP), Padilha é o atual  responsável pela pasta das Relações Institucionais. Foi membro da executiva estadual do PT de São Paulo e membro da coordenação das campanhas do presidente Luiz Inácio Lula da Silva em 2002 e 2005.

Na juventude, o futuro ministro da Saúde participou do movimento estudantil e se orgulha ter sido um "cara pintada" na época do impeachment de Fernando Collor. Nessa ocasião, Padilha era diretor da União Nacional dos Estudantes (UNE). Depois de formado, trabalhou como médico durante quatro anos na Amazônia.

No governo Lula, foi diretor nacional de Saúde Indígena da Fundação Nacional de Saúde (Funasa), autarquia ligada ao Ministério da Saúde. Padilha também exerceu os cargos de chefe de gabinete da Subchefia de Assuntos Federativos da Presidência da República e de subchefe-adjunto de Assuntos Federativos da Presidência da República.

Ao coordenar a pasta de Assuntos Federativos, Padilha participou das discussões do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC), principal programa de infraestrutura do governo Lula, que foi gestado e gerenciado sob a coordenação de Dilma Rousseff.

Chegou ao cargo de ministro das Relações Institucionais de Lula contanto com o respaldo de Dilma Rousseff e do chefe de gabinete do presidente, Gilberto Carvalho.