De asemenea în perioada iulie 2006 – noiembrie 2014, Virgil Păunescu a deținut funcția de Consilier prezidențial cu rang de ministru în monitorizarea, analiza și evaluarea implementării programelor de sănătate publică ale României, iar în perioada octombrie 2005 – iunie 2006, Ministru Secretar de Stat pentru Asistența Medicală și Programe de Sănătate – monitorizare, analiză și evaluarea implementării programelor de sănătate publică – Ministerul Sănătății Publice.
Activitatea domniei sale în domeniul sănătății definește participarea la realizarea primului transplant autolog (2000), precum și a primului transplant alogen (2002) de măduvă osoasă din România, participarea la numeroase proiecte europene având ca obiectiv utilizarea în clinică a celulelor stem în bolile de țesut conjunctiv și osoase, dar și activitatea de cercetare științifică ce însumează peste 150 publicații, dintre care 5 cărți și monografii, 4 cursuri și cărți de laborator, peste 60 de articole publicate în reviste naționale și internaționale, lucrări comunicate la congrese și simpozioane din țară și străinătate, va oferi expertiza necesară în cadrul CNMR în domeniul sănătății și familiei care să permită dezvoltarea de politici coerente și sustenabile în cercetarea medicală românească în scopul modernizării României.
În anul 2002 în apărarea intereselor fundamentale ale statului român în domeniul sănătății, Prof. Dr. Virgil Păunescu a primit distincția Ordinul Național “Serviciul Credincios” în grad de Cavaler, iar în 2009 Ordinul Național “Steaua României” în grad de Cavaler.
