Tháng 12 năm 1995, sau khi tốt nghiệp đại học, Phạm Văn Lập bắt đầu sự nghiệp của mình khi công tác tại Công ty khảo sát, thiết kế Thủy lợi Hải Phòng, một doanh nghiệp nhà nước. Ông trải qua các chức vụ Bí thư Đoàn thanh niên công ty, Phó phòng rồi Trưởng phòng Thiết kế dự án của công ty. Tháng 2 năm 2007, ông được chuyển giao sang vị trí Chuyên viên Phòng Kế hoạch Tài chính thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thành phố Hải Phòng. Tháng 10 cùng năm, ông được bổ nhiệm làm Giám đốc Ban Quản lý dự án thuộc Chi cục Hợp tác xã và Phát triển nông thôn Hải Phòng. Tháng 9 năm 2009, ông được điều động sang Chi cục Thủy lợi của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, nhậm chức Phó Chi cục trưởng phụ trách Chi cục Thủy lợi. Tháng 1 năm 2011, ông được bầu làm Bí thư Chi bộ, thăng chức làm Chi cục trưởng Chi cục Thủy lợi, nay là Chi cục Thủy lợi và Phòng chống thiên tai thành phố Hải Phòng.[5]

Tháng 6 năm 2013, Phạm Văn Lập được điều về Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, được bổ nhiệm làm Phó Giám đốc sở. Tháng 8 năm 2017, ông được thăng chức làm Bí thư Đảng ủy, bổ nhiệm làm Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hải Phòng.[6] Tháng 8 năm 2019, Thành ủy Hải Phòng điều động ông về huyện Thủy Nguyên, vào Ban Thường vụ Huyện ủy, nhậm chức Bí thư Huyện ủy Thủy Nguyên.[7] Tháng 9 năm 2019, tài kỳ họp bất thường của Thành ủy, ông được bầu bổ sung vào Ban Chấp hành Thành ủy. Sau đó, vào tháng 10 năm 2020, tại Đại hội Đảng bộ Hải Phòng lần thứ 16,[8] ông tiếp tục là Thành ủy viên, được bầu vào Ban Thường vụ Thành ủy khóa XVI. Tháng 4 năm 2021, ông ứng cử Đại biểu Hội đồng nhân dân thành phố Hải Phòng từ đơn vị số 9 và trúng cử,[9] được Thành ủy Hải Phòng phân công làm Bí thư Đảng đoàn Hội đồng nhân dân. Ngày 29 tháng 6 năm 2021, tại kỳ họp thứ nhất của Hội đồng nhân dân, Phạm Văn Lập được bầu làm Chủ tịch Hội đồng nhân dân thành phố Hải Phòng khóa XVI, nhiệm kỳ 2021 – 2026.[10][11]