Từ năm 1989-1995: Nhân viên Phòng Ngân sách, Sở Tài chính tỉnh Đồng Nai

- 1995- 1996: Phó Trưởng phòng Phòng Ngân sách, Sở Tài chính tỉnh Đồng Nai

- 1996- 2002: Phó Giám đốc Sở Tài chính tỉnh Đồng Nai; Đại biểu HĐND tỉnh Đồng Nai nhiệm kỳ 1999-2004 (từ 1999); Tỉnh ủy viên nhiệm kỳ 2000-2005 (từ 2000)

- 2003-2005: Tỉnh ủy viên, Thành viên UBND tỉnh, Giám đốc Sở Tài chính tỉnh Đồng Nai

- 2005-2011: Tỉnh ủy viên, Phó Bí thư Thành ủy Biên Hòa, Chủ tịch UBND thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai; Ủy viên dự khuyết Trung ương Đảng khóa XI (1/2011)

- 2011-2014: Ủy viên dự khuyết Trung ương Đảng khóa XI, Bí thư Thành ủy Biên Hòa, Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy Đồng Nai (từ 5/2014); Đại biểu HĐND tỉnh nhiệm kỳ 2011-2016 (từ 2011)

- 11/2014 - 10/2015: Ủy viên dự khuyết Trung ương Đảng khóa XI, Phó Chủ tịch UBND tỉnh Đồng Nai

- 10/2015 - 1/2016: Ủy viên dự khuyết Trung ương Đảng khóa XI; Bí thư Tỉnh ủy Đồng Nai

- 1/2016 - 6/2016: Ủy viên Trung ương Đảng khóa XII (1/2016); Bí thư Tỉnh ủy Đồng Nai

- 6/2016 - 1/2021: Ủy viên Trung ương Đảng khóa XII, Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh Đồng Nai

- 1/2021 - 7/2021: Ủy viên Trung ương Đảng khóa XIII, Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh Đồng Nai; Đại biểu Quốc hội khóa XV (7/2021)

Tại Đại hội Đảng bộ tỉnh Đồng Nai khóa 10, nhiệm kỳ 2015-2020, ông được bầu giữ chức Bí thư Tỉnh ủy. Trước đó ông từng giữ chức Giám đốc Sở Tài chính, Chủ tịch UBND TP Biên Hòa rồi Bí thư Thành ủy TP Biên Hòa trước khi bổ nhiệm về làm Phó Chủ tịch UBND tỉnh [3].

Ngày 15/6/2016, tại kỳ họp thứ nhất, Hội đồng nhân dân tỉnh Đồng Nai khóa IX, nhiệm kỳ 2016-2021, Nguyễn Phú Cường được bầu làm Chủ tịch Hội đồng nhân dân tỉnh khóa IX, với tỷ lệ 98,85% phiếu đồng ý.[4]

Ngày 16/10/2020, Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh Đồng Nai lần thứ XI, nhiệm kỳ 2020-2025 công bố kết quả bầu Ban chấp hành, Ban Thường vụ, Ủy ban kiểm tra Tỉnh ủy và các chức danh chủ chốt. Ông Nguyễn Phú Cường - bí thư Tỉnh ủy, chủ tịch HĐND tỉnh Đồng Nai - được Ban chấp hành khóa XI bầu chức vụ Bí thư Tỉnh ủy Đồng Nai, nhiệm kỳ 2020-2025.[5]

Ngày 21/07/2021, tại kì họp thứ nhất, Quốc hội Việt Nam khóa XV, được bầu làm Uỷ viên Uỷ ban thường vụ Quốc hội khóa XV, Chủ nhiệm Ủy ban Tài chính Ngân sách của Quốc hội.[6]

Ông tham gia kỳ họp thứ 2 HĐND tỉnh Đồng Nai khóa X với tư cách là Ủy viên Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh uỷ, Ủy viên Ủy ban Thường vụ Quốc hội, Chủ nhiệm Ủy ban Tài chính ngân sách Quốc hội[7].

Ngày 25 tháng 8 năm 2021, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính ký Quyết định số 1438/QĐ-TTg, bổ nhiệm ông Nguyễn Phú Cường làm Ủy viên Ban chỉ đạo Quốc gia phòng, chống dịch COVID-19.