Bayramov kehrte am 30. Mai 2013 als Stabschef des Bildungsministeriums in den Staatsdienst zurück und wirkte dort bis zum 12. August 2013. An diesem Tag wurde er durch den Erlass von Präsident İlham Əliyev zum stellvertretenden Bildungsminister ernannt. Am 23. April 2018 wurde er befördert und per Erlass von Präsident İlham Əliyev zum Bildungsminister ernannt. Am 16. Juli 2020 wurde Bayramov zum Außenminister ernannt. Er folgte damit auf Elmar Məmmədyarov, der dieses Amt von 2004 bis 2020 ausübte.[3]