Durante il ministero, si impegna in trattative con esponenti del mondo animalista contrari alla sperimentazione scientifica sugli animali, aprendo tavoli di confronto tecnico che non verranno poi proseguiti dal successivo ministro Beatrice Lorenzin. Balduzzi riferirà di sostenere "da un lato, la tutela degli animali, dall'altro, la necessità di poter, comunque, garantire la ricerca scientifica". Il 23 settembre 2013 parteciperà come esponente di Scelta Civica al primo tavolo tecnico ministeriale sui metodi alternativi alla Sperimentazione animale, assieme ad altri parlamentari impegnati contro la vivisezione e a favore del recepimento della Direttiva 63/2010 EU, tra cui Michela Vittoria Brambilla (PdL), Paola Taverna (M5S) e Silvana Amati (PD).