2011年5月5日至11日，科技部萬鋼部長應邀訪問美國，主持召開第二次中美創新對話並出席第三輪中美戰略與經濟對話。

    5月6日，萬鋼部長與美國總統科技助理、白宮科技政策辦公室主任霍爾德倫在美國國務院主持召開了第二次中美創新對話高官會。中方外交部、發展改革委、財政部、工信部、商務部、國資委、知識産權局以及美方國務院、財政部、商務部、能源部、貿易代表辦公室、專利與商標辦公室、國家經濟委員會等兩國多部門高級別官員、企業界和學術界代表出席會議。

    5月9日至10日，萬鋼部長出席了第三輪中美戰略與經濟對話，並分別在戰略對話和經濟對話上就相關議題發言。

    訪美期間，萬鋼部長還分別與美國農業部長維爾薩克、能源部長朱棣文舉行了會談，與美國衛生與公眾服務部長西貝利厄斯續簽了中美衛生健康醫藥科學合作備忘錄。在會見農業部長維爾薩克時，雙方就加強農業生物技術、節水技術和基因庫收集技術和措施等領域研發合作達成共識，願進一步探討建設中美農業科學旗艦項目。在會見能源部長朱棣文時，雙方均對中美清潔能源聯合研究中心的進展表示滿意，一致同意對該中心下開展的合作項目進行監督和評審，加強保護知識産權。

    此外，萬鋼部長還會見了美國馬裏蘭大學校長陸道逵，並與旅美華人科技人員代表座談，就加強中美人文交流、科技合作等話題深入交換了意見。