Ia memperoleh gelar master dan doktor dari Universitas Colorado. Ia naik pangkat dan menjabat sebagai Inspektur Jenderal dan Direktur Jenderal di sana, sampai ia menerima penunjukan dari Joko Widodo untuk menjabat sebagai menteri setelah lebih dari 30 tahun sebagai pegawai negeri pada tahun 2014.
Setelah lulus dari Fakultas Teknik UGM, Basuki mendapatkan pekerjaan di Kementerian Pekerjaan Umum sebagai PNS. Setelah beberapa tahun, ia memperoleh beasiswa dari kementerian untuk melanjutkan studinya, dan memperoleh gelar magister dan doktor dari Universitas Negeri Colorado [en] masing-masing pada usia 35 dan 38.
Setelah melanjutkan studinya, ia kembali ke Indonesia dan melanjutkan pekerjaannya di kementerian, menerima penghargaan sebagai pegawai kementerian tahun 1995.
Ia dipromosikan menjadi Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian antara tahun 2005 dan 2007. Setelah itu, ia menjadi Inspektur Jenderal Kementerian hingga 2013. Jabatan terakhir yang dijabatnya sebelum diangkat menjadi menteri pada Oktober 2014 adalah Dirjen Perencanaan Tata Ruang.
Pada tanggal 26 Oktober 2014, presiden yang baru terpilih Joko Widodo mengumumkan pengangkatan Basuki sebagai Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat.
