Từ 7/1979 – 8/1981: Bộ đội sân bay Tân Sơn Nhất, Tổng cục Hàng không, Bộ Quốc phòng Việt Nam.[2]

Từ 9/1981 – 1/1987: Sinh viên Học viện Hàng không Leningrad, Liên Xô.

Từ 2/1987 – 2/1990: Cán bộ phụ trách vận tải tại sân bay Côn Đảo.

Từ 3/1990 – 4/1993: Phó phòng vận chuyển sân bay Tân Sơn Nhất, Bí thư chi bộ.

Từ 5/1993 – 7/2003: Giám đốc xí nghiệp thương mại mặt đất Tân Sơn Nhất.

Từ 8/2003 – 5/2011: Phó tổng giám đốc Tổng công ty Hàng không Việt Nam.

Từ 6/2011- 3/2015: Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Hội đồng thành viên Tổng công ty Hàng không Việt Nam.

Từ 3/2015 - 4/2016: Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty Hàng không Việt Nam Vietnam Airlines.[3]

Tại Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam lần thứ XII, diễn ra từ ngày 20 đến 28 tháng 1 năm 2016, ông trúng cử Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XII.[4]

Ngày 12/4/2016, Ban Tổ chức Trung ương đã công bố quyết định của Bộ Chính trị về việc phân công ông Phạm Viết Thanh, Ủy viên Trung ương Đảng, Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty Hàng không Việt Nam (Vietnam Airlines) giữ chức vụ Bí thư Đảng ủy Khối doanh nghiệp Trung ương.[5]

Ngày 28/02/2019, Bộ Chính trị quyết định điều động phân công ông tham gia Ban chấp hành Đảng bộ tỉnh Tây Ninh, Ban Thường vụ tỉnh ủy Tây Ninh, giữ chức Bí thư tỉnh ủy Tây Ninh thay ông Trần Lưu Quang về làm Phó Bí thư Thường trực Thành phố Hồ Chí Minh.[6]

Ngày 30/07/2020, ông nhận Quyết định của Bộ Chính trị điều động phân công ông tham gia Ban Chấp hành Đảng bộ, Ban Thường vụ Tỉnh ủy và giữ chức vụ Bí thư Tỉnh ủy Bà Rịa - Vũng Tàu thay ông Nguyễn Hồng Lĩnh làm Phó Trưởng Ban Dân vận Trung ương[7].