Từ tháng 11/1995 - năm 1997: Chuyên viên Phòng Ngoại vụ, Văn phòng UBND tỉnh Bến Tre

Sau đó, ông giữ nhiều chức vụ ở địa phương như Bí thư Đoàn ủy Văn phòng UBND tỉnh Bến Tre; Bí thư Tỉnh đoàn Bến Tre; Đại biểu HĐND tỉnh Bến Tre; Tỉnh ủy viên Tỉnh ủy Bến Tre.

Từ tháng 8/2008 - năm 2011, Bí thư Trung ương Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh khóa IX.

Từ tháng 01/2012 đến 10/3/2014, Bí thư thường trực Trung ương Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh khóa IX, Phó Bí thư Đảng ủy Trung ương Đoàn kiêm Chủ tịch Hội Liên hiệp Thanh niên Việt Nam

Ngày 11 tháng 3 năm 2014, ông được luân chuyển làm Phó Bí thư Tỉnh ủy Bến Tre.[1]

Ngày 16 tháng 11 năm 2015, ông được bầu làm Phó Bí thư Thường trực Tỉnh ủy Bến Tre

Ngày 26 tháng 1 năm 2016, ông là Ủy viên Trung ương Đảng, Phó Bí thư Thường trực Tỉnh ủy Bến Tre.

Từ ngày 9 tháng 1 năm 2019, ông được bầu giữ chức Chủ tịch Hội đồng nhân dân tỉnh Bến Tre thay cho ông Võ Thành Hạo sắp nghỉ hưu.[2]

Chiều ngày 12 tháng 7 năm 2019, toàn bộ 41 trong tổng số 48 Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ Bến Tre tham dự Hội nghị Ban chấp hành Đảng bộ tỉnh Bến Tre đã bỏ phiếu thuận bầu ông Phan Văn Mãi, Phó bí thư Thường trực Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh Bến Tre giữ chức danh Bí thư Tỉnh ủy Bến Tre, nhiệm kỳ 2015 - 2020 thay ông Võ Thành Hạo nghỉ hưu.[3]