Ông đã từng đảm nhận các chức vụ: Phó Giám đốc Sở Xây dựng, Giám đốc Sở Xây dựng tỉnh Đồng Tháp; Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Đồng Tháp; Bí thư Thành ủy thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp; Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch UBND tỉnh Đồng Tháp

Ngày 28 tháng 4 năm 2014, Ban Chấp hành Đảng bộ tỉnh Đồng Tháp họp bất thường, bầu ông Lê Minh Hoan - Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch UBND tỉnh Đồng Tháp - giữ chức Bí thư Tỉnh ủy nhiệm kỳ 2010-2015 [5] thay thế người tiền nhiệm là ông Lê Vĩnh Tân được Bộ Chính trị điều động giữ chức Phó Trưởng Ban Kinh tế Trung ương.

Ngày 23 tháng 10 năm 2015 tại Đại hội Đảng bộ tỉnh Đồng Tháp lần thứ X nhiệm kỳ 2015-2020 ông tái đắc cử bí thư Tỉnh ủy Đồng Tháp.[6]

Ngày 29 tháng 12 năm 2015, HĐND tỉnh Đồng Tháp khóa VIII họp bất thường, bầu ông giữ chức Chủ tịch Hội đồng Nhân dân tỉnh, đạt 51/52 phiếu tín nhiệm.[7]

Tháng 1 năm 2016 tại Đại hội XII của Đảng được bầu vào Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XII.

Ngày 21 tháng 9 năm 2020, theo quyết định 1433/QĐ-TTg của Thủ tướng, ông được điều động, bổ nhiệm giữ chức Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn.[8]