Ông từng đảm nhiệm các chức vụ Trưởng phòng Khoa học Công nghệ và Hợp tác phát triển, Giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm Hệ thống tích hợp thông minh - Trường Đại học Công nghệ, Chủ tịch Hội sinh viên Khoa Công nghệ (đơn vị tiền thân của Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội).

Ông có hơn 100 công trình khoa học đăng tải trên các tạp chí khoa học, kỷ yếu hội nghị khoa học quốc tế và trong nước, chủ biên và tác giả sách chuyên khảo[3] trong lĩnh vực thiết kế vi mạch điện tử và ứng dụng. Ngoài ra, ông còn tham gia nhiều hoạt động nghề nghiệp và đảm nhận nhiều vị trí quan trọng trong các hội nghề nghiệp như IEEE (Chairman, SSCS Vietnam Chapter), IEICE (Representative, Vietnam Section), Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam...

Năm 2015, Phó Giáo sư Trần Xuân Tú đã được trao Giải Nhì, "Giải thưởng Nhân tài Đất Việt" - một giải thưởng quốc gia có uy tín tại Việt Nam trong lĩnh vực Công nghệ thông tin - với sản phẩm dự thi là Vi mạch mã hoá tín hiệu video VENGME H264/AVC[4].

Năm 2016, Phó Giáo sư Trần Xuân Tú đã được trao Giải thưởng Khoa học Công nghệ Đại học Quốc gia Hà Nội giai đoạn 2011-2015 cho cụm công trình khoa học liên quan đến thiết kế vi mạch tích hợp mã hoá video công suất thấp[5].

Năm 2017, Phó Giáo sư Trần Xuân Tú được bổ nhiệm là Giáo sư thỉnh giảng Đại học Công nghệ Sydney (University of Technology Sydney - UTS), 2017-2020, Úc.[6]