Kazimierz Marcinkiewicz został desygnowany na premiera przez lidera Prawa i Sprawiedliwości tuż po wygranych przez to ugrupowanie wyborach parlamentarnych, a w trakcie trwającej jeszcze kampanii prezydenckiej. Prezydent Aleksander Kwaśniewski powołał go na urząd prezesa Rady Ministrów 29 października 2005. Na dzień przed Świętem Niepodległości premier Kazimierz Marcinkiewicz wygłosił expose, przedstawił skład Rady Ministrów, a Sejm po dyskusji w głosowaniu udzielił premierowi wotum zaufania. W składzie Rady Ministrów, obok polityków PiS, takich jak Ludwik Dorn, Zbigniew Ziobro,
Kazimierz Ujazdowski i Jerzy Polaczek, znaleźli się eksperci: Zbigniew Religa, Stefan Meller, Grażyna Gęsicka, Teresa Lubińska, Andrzej Mikosz i Radek Sikorski.
Od samego początku prowadził otwarty kalendarz.
W ciągu pierwszych dwóch miesięcy urzędowania w 2005 roku, nowy rząd:
1/ Przygotował zmiany do budżetu państwa na 2006 rok. Wprowadził tzw. kotwicę budżetową", ograniczającą deficyt budżetowy do 30 mld zł, wprowadził tzw. "becikowe", zwiększył dotację na stypendia i dożywianie uczniów w
szkołach, zwiększył nakłady na budowę dróg i autostrad oraz inne wydatki inwestycyjne.
2/ Wynegocjował na szczycie Unii Europejskiej w Brukseli w grudniu 2005 roku ok 67,5 mld Euro funduszy strukturalnych w budżecie UE na lata 2007 - 2013.
3/ Utworzył Ministerstwo Rozwoju Regionalnego z Grażyną Gęsicką na czele, przyjął program naprawczy zwiększający absorpcję funduszy strukturalnych w ramach NPR 2004-2006, przyjął ustawy mające na celu przyspieszenie tych
działań: ustawy o finansowym wspieraniu inwestycji i Prawo zamówień publicznych.
4/ W zakresie spraw społecznych zwiększył wskaźnik waloryzacji emerytur i rent oraz środki na realizację programu "Bezdomność", powołał pełnomocnika rządu ds. Rządowego Programu Budownictwa Mieszkaniowego oraz przyjął ustawę o
ustanowieniu wieloletniego programu w zakresie dożywiania.
5/ W zakresie spraw gospodarczych poprawił zasady inwestycji w celu umożliwienia rozpoczęcia budowy fabryk LG Wrocław - Kobierzyce, przyjął zmiany w ustawie o komercjalizacji i prywatyzacji przedsiębiorstw państwowych oraz ustawy o informatyzacji podmiotów realizujących zadania publiczne.
6/ W zakresie bezpieczeństwa przyjął projekt ustawy o Centralnym Biurze Antykorupcyjnym.
W ciągu półrocza 2006 roku zaczął następować realny spadek bezrobocia w Polsce, znacząco przyspieszył wzrost gospodarczy powyżej 5% PKB i przy bardzo niskiej ok 1% inflacji oraz bardzo szybko zaczęły rosnąć inwestycje zagraniczne.
Kazimierz Marcinkiewicz był obecny na szczycie ekonomicznym w Davos, gdzie brał udział w spotkaniach dotyczących bezpieczeństwa energetycznego. Został także zaproszony do Zurychu na doroczne spotkanie szefów największych instytucji finansowych świata, którym zaprezentował sytuację polityczna i gospodarczą Polski. Odbył dziesiątki spotkań z liderami państw i szefami największych globalnych firm mogących inwestować w Polsce. Osobiście uczestniczył w
rozwiązaniu sporu po europejskiej fuzji banków Uni Credit, czyli Pekao SA i BPH.
Rząd Marcinkiewicza przygotował tzw. Pakt Muszkieterów, czyli "europejskie energetyczne NATO", program europejskiej solidarności w zakresie bezpieczeństwa energetycznego, w tym budowy infrastruktury magazynowej i przesyłowej dla gazu, wzajemnej pomocy w sytuacjach kryzysowych oraz wspólnej dywersyfikacji dostaw surowców energetycznych. Program ciągle aktualny.
Rząd przygotował i skierował do Sejmu projekt zamiany PAIIZ w agencje inwestycji zagranicznych i inwestycji polskich za granica. w miejsce WEH-ów miało powstać kilka oddziałów agencji w największych ośrodkach handlowych: Londynie, Nowym Jorku, Moskwie, Tokio, Pekinie, czy Szanghaju.
W polityce krajowej jego rząd wprowadził tzw. sądy 24 godzinne, oraz liczne zmiany w kodeksach cywilnym i karnym. Przygotował zmiany podatkowe z jego własnym pomysłem na dwie stawki 18% i 32% podatku dochodowego od osób
fizycznych, z wyższymi progami podatkowymi oraz wyższą kwotą wolną od podatku, a mniejszą składką chorobową. Zniósł częściowo podatek od spadków i darowizn. Wprowadził ustawę o nadzorze nad rynkiem finansowym. Wprowadził wsparcie
rodzinom w nabywaniu własnego mieszkania. Zmienił ustawy o sporcie kwalifikowanym i bezpieczeństwie impres masowych. Przygotował niezmiernie ważne i trudne ustawy o Państwowym Ratownictwie Medycznym i zarządzaniu kryzysowym
oraz program rządowy: Innowacyjna Gospodarka. Przygotował "Program energetyczny dla Polski", likwidujący tzw. KDT-y oraz tworzący cztery wielkie koncerny energetyczne, składające sie zarówno z zakładów dystrybucji jak i wytwarzania energii elektrycznej, w tym Polską Grupę Energetyczną. Program ten rozpoczął niezbędny proces przekształceń całego sektora. Niezmiennie utrzymywał stały kontakt z różnymi środowiskami zawodowymi i społecznymi, konsultując kierunki polityki oraz rozpoznając problemy polskiego społeczeństwa. Był obecny zawsze tam, gdzie potrzebna była pomoc, czy
interwencja szefa rządu.
Komitet Polityczny Prawa i Sprawiedliwości na wniosek prezesa partii Jarosława Kaczyńskiego podjął jednomyślną decyzję o wycofaniu poparcia Kazimierzowi Marcinkiewiczowi, bez podania przyczyn. W takiej sytuacji 10 lipca 2006 Kazimierz Marcinkiewicz złożył rezygnację z zajmowanego stanowiska. W jednym z wywiadów Prezydent Lech Kaczyński przyznał, że podjął decyzję o usunięciu Kazimierza Marcinkiewicza ze stanowiska premiera, po tym gdy nie było z jego strony
jakiejkolwiek reakcji na nieustanne ataki medialne na jego brata Jarosława Kaczyńskiego.