Từ tháng 2/1988 - tháng 5/1998: Cán bộ kế toán; Phó trưởng Phòng Kế toán tài chính, Nhà máy Xi măng Hải Phòng.

Từ tháng 6/1998 - tháng 3/2003: Bí thư chi bộ, Trưởng phòng Kế toán tài chính, Ban Quản lý Dự án xây dựng Nhà máy Xi măng Hải Phòng mới.

Từ tháng 4/2003 - tháng 7/2004: Phó Ban Quản lý dự án phụ trách lĩnh vực kinh tế, Chỉ huy trưởng công trình xây dựng Nhà máy Xi măng Hải Phòng mới.

Từ tháng 7/2004 - tháng 11/2005: Phó giám đốc Công ty Xi măng Hải Phòng kiêm Phó ban Ban quản lý Dự án, Chỉ huy trưởng công trình lắp đặt, chạy thử Nhà máy Xi măng Hải Phòng mới.

Từ tháng 12/2005 - tháng 5/2006: Ủy viên Ban Thường vụ Đảng ủy, Quyền Giám đốc Công ty Xi măng Hải Phòng.

Từ tháng 6/2006 - tháng 5/2009: Phó bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty Xi măng Hải Phòng, kiêm Trưởng ban quản lý dự án Khu đô thị xi măng Hải Phòng.

Từ tháng 6/2009 - tháng 7/2010: Ủy viên Thành ủy, Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty Xi măng Hải Phòng, kiêm Trưởng ban quản lý dự án Khu đô thị xi măng Hải Phòng.

Từ tháng 7/2010 - tháng 11/2010: Thành ủy viên, Ủy viên Ban cán sự Đảng, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng.

Từ tháng 12/2010 - tháng 5/2014: Ủy viên Ban Thường vụ Thành ủy (khóa 14), Ủy viên Ban cán sự Đảng, Phó chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố; đại biểu Hội đồng nhân dân thành phố khóa 14.

Từ tháng 5/2007 - tháng 5/2011: Đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa XII.

Từ tháng 8/2013 - tháng 12/2013: Học lớp bồi dưỡng dự nguồn cán bộ cao cấp khóa 2 do Trung ương triệu tập (tại Học viện Chính trị - Hành chính Quốc gia Hồ Chí Minh).

Từ tháng 5/2014 - tháng 12/2014: Phó Bí thư Thành ủy Hải Phòng.

Chiều 8/12/2014, tại kỳ họp thứ 11, Hội đồng nhân dân TP. Hải Phòng khóa XIV đã bầu Lê Văn Thành giữ chức Phó Bí thư Thành ủy, Bí thư Ban cán sự Đảng, Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Hải Phòng.[2]

Sáng ngày 24/10/2015, Đại hội đại biểu Đảng bộ TP Hải Phòng lần thứ XV, nhiệm kỳ 2015-2020, đã bầu Lê Văn Thành giữ chức Bí thư Thành ủy Hải Phòng.[3]

Sáng ngày 29/6/2016, tại kỳ họp thứ nhất Hội đồng nhân dân Thành phố đã bầu Lê Văn Thành giữ chức Chủ tịch Hội đồng nhân dân Thành phố Hải Phòng khóa XV nhiệm kỳ 2016-2021 với số phiếu tín nhiệm tuyệt đối.[4]