10/1976 – 9/1979: Nhập ngũ tại E34, F473.

10/1979 – 9/1980: Học văn hóa tại Binh đoàn 12.

10/1980 – 9/1985: Học viên ngành xây dựng công trình quốc phòng Học viện kỹ thuật Quân sự.

10/1985 – 12/1991: Công tác tại D25, Cục Tham mưu, Bộ tư lệnh Quốc phòng, cấp bậc Đại úy.

01/1992 – 7/1994: Công tác tại Phòng Xuất nhập khẩu, Tổng công ty Vinaconex.

8/1994 – 10/1996: Giám đốc Chi nhánh Vinaconex tại Đà Nẵng.

11/1996 – 9/2006: Bí thư Đảng ủy, Giám đốc Công ty Cơ giới lắp máy và xây dựng thuộc Tổng công ty Vinaconex.

10/2006 – 4/2008: Tổng Giám đốc, Phó Bí thư Đảng ủy Tổng công ty Vinaconex.

5/2008 – 9/2010: Phó Bí thư Thành ủy Đà Nẵng.

10/2010 – 11/2010: Phó Bí thư Đảng ủy Khối Doanh nghiệp Trung ương.

11/2010 – 12/2010: Bí thư Đảng ủy Khối Doanh nghiệp Trung ương.

01/2011 – 6/2012: Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI), Bí thư Đảng ủy Khối Doanh nghiệp Trung ương.

7/2012 – 01/2015: Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng (khóa XI), Bí thư Tỉnh ủy Sơn La.

02/2015 – 4/2016: Ủy viên Trung ương Đảng (khóa XI, XII), Phó Trưởng Ban Kinh tế Trung ương.

4/2016 – 10/2017: Ủy viên Trung ương Đảng (khóa XII), Bí thư Ban Cán sự đảng, Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải./.

Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải

Ngày 9 tháng 4 năm 2016, ông được bổ nhiệm làm Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải.

Ngày 25 tháng 10 năm 2017, tại kỳ họp thứ tư của Quốc hội Việt Nam khóa XIV ông được 465/465 đại biểu Quốc hội có mặt đồng ý cho miễn nhiệm chức vụ Bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải.[4]

Chiều ngày 26 tháng 10 năm 2017, Chủ tịch nước Trần Đại Quang kí quyết định số 2182/QĐ-CTN miễn nhiệm ông khỏi chức vụ Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải, quyết định có hiệu lực từ ngày kí.[5]

Đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa XIV nhiệm kì 2016-2021

Ngày 22 tháng 5 năm 2016, ông được bầu làm đại biểu Quốc hội Việt Nam thuộc đoàn đại biểu Quốc hội tỉnh Sơn La. Ông đã trúng cử ở đơn vị bầu cử số 3 tỉnh Sơn La gồm các huyện: Mộc Châu, Vân Hồ, Phù Yên, Bắc Yên, được 180.811 phiếu, đạt tỷ lệ 81,88% số phiếu hợp lệ.

Ngày 8 tháng 6 năm 2017, ông cho rằng phương án mở rộng sân bay Tân Sơn Nhất về phía Bắc là hoàn toàn không khả thi vì chi phí giải phóng mặt bằng cao và ô nhiễm tiếng ồn.[6]

Ngày 9 tháng 10 năm 2017, ông Nguyễn Tuấn Anh - phó trưởng ban Công tác đại biểu Ủy ban Thường vụ Quốc hội cho biết "theo quy định hiện hành, ông Trương Quang Nghĩa đã nhận nhiệm vụ đứng đầu Đảng bộ TP Đà Nẵng, nên sẽ chuyển từ đoàn ĐBQH Sơn La về đoàn ĐBQH Đà Nẵng để đáp ứng yêu cầu công tác."[7]

Ngày 25 tháng 10 năm 2017, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 438/NQ-UBTVQH14 về việc chuyển sinh hoạt Đoàn đại biểu Quốc hội đối với ông Trương Quang Nghĩa từ Đoàn đại biểu Quốc hội tỉnh Sơn La đến Đoàn đại biểu Quốc hội thành phố Đà Nẵng.[8] Như vậy, tỉnh Sơn La sẽ bị thiếu một đại biểu Quốc hội (còn 5 đại biểu, cơ cấu 7 đại biểu, thiếu nhưng đã không bầu bổ sung), còn thành phố Đà Nẵng bị thừa một đại biểu Quốc hội (tổng 7, hơn 1 đại biểu so với cơ cấu). Đơn vị bầu cử số 3 tỉnh Sơn La gồm các huyện: Mộc Châu, Vân Hồ, Phù Yên, Bắc Yên sẽ chỉ còn một đại biểu Quốc hội duy nhất là bà Tráng Thị Xuân.