Từ năm 1993 – 2003: Chuyên viên khối Công nghiệp Văn phòng Ủy ban nhân dân tỉnh Lai Châu.

Từ năm 2004 – 8/2004: Phó Chánh Văn phòng Hội đồng nhân dân – Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.

Từ 8/2004 – 2005: Quyền Chánh Văn phòng Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.

Từ 7/2005 – 2010: Chánh Văn phòng Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.[3]

Từ năm 2010 – 2011: Tỉnh ủy viên, Chánh Văn phòng Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.

Từ 5/2011 – 2012: Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.[4]

Từ năm 2013 – 2015: Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Điên Biên, Bí thư Huyện ủy huyện Mường Nhé.[5]

Từ 5/2015 – 9/2015: Tỉnh ủy viên, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên.

Ngày 29/6/2016, tại kỳ họp thứ nhất Hội đồng nhân dân tỉnh Điện Biên khóa XIV nhiệm kỳ 2016-2021, Lê Thành Đô được bầu giữ chức vụ Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh nhiệm kỳ 2016-2021.[6]

Ngày 15/10/2020, tại Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh Điện Biên lần thứ XIV, nhiệm kỳ 2020 - 2025, ông được Ban Chấp hành Đảng bộ tỉnh Điện Biên giữ chức Phó Bí thư Tỉnh ủy nhiệm kì 2020 - 2025.[7]

Ngày 10/11/2020, tại kỳ họp thứ 15 HĐND tỉnh Điện Biên khóa XIV, nhiệm kỳ 2016-2021, đã bầu ông giữ chức Chủ tịch UBND tỉnh Điện Biên, nhiệm kỳ 2016-2021.[8]

Ngày 13/11/2020, Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc đã phê chuẩn kết quả bầu chức vụ Chủ tịch UBND tỉnh Điện Biên nhiệm kỳ 2016 - 2021 đối với ông Lê Thành Đô, Phó Bí thư tỉnh ủy Điện Biên.[9]