คุณหญิงสุดารัตน์ ได้รับการแต่งตั้งเป็น รัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ในวันที่ 13 มีนาคม 2548 ในคณะรัฐมนตรีไทย ผลงานสำคัญคือเร่งปรับ โครงสร้างการผลิตการเกษตร เปิดและขยายตลาดสินค้าเกษตรเจรจาเพื่อลดข้อกีดกันทางการค้า

ในฐานะรัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตร และสหกรณ์ คุญหญิงสุดารัตน์ได้น้อมนำโครงการเกษตรทฤษฎีใหม่ ซึ่งเป็นโครงการในพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร มาเป็นแรงบันดาลใจ สำคัญในการปฏิรูปการเกษตรของประเทศ

คุณหญิงสุดารัตน์ เกยุราพันธ์ ได้รับพระมหากรุณาธิคุพระราชทานเครื่องราชอิสริยาภรณ์จุลจอมเกล้าชั้น 4 จตุตถ จุลจอมเกล้า เมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม 2548 ทำให้ได้รับคำนำ หน้าว่า “คุณหญิง” นับแต่นั้น เป็นต้นมา