Năm 1989, ông gia nhập Đảng Cộng sản Việt Nam.

Sáng ngày 23 tháng 7 năm 2008, ông được Hội đồng nhân dân tỉnh Khánh Hòa khóa 4 bầu giữ chức vụ Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa nhiệm kì 2004-2009. Lúc này ông là Ủy viên Ban chấp hành Đảng bộ tỉnh Khánh Hòa, có trình độ Tiến sĩ Luật, cao cấp lí luận chính trị Đảng Cộng sản Việt Nam. Trước đó, ông giữ chức Vụ trưởng Vụ hợp tác quốc tế thuộc Viện kiểm sát nhân dân tối cao, Phó Viện trưởng Viện Phúc thẩm 1.[5]

Ngày 18 tháng 8 năm 2008, ông được Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng phê chuẩn chức vụ Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa nhiệm kỳ 2004-2009 theo Quyết định 1118/QĐ-TTg.[6]

Ông giữ chức vụ Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Khánh Hòa đến tháng 1 năm 2010.[7][8]

Từ tháng 7 năm 2013 đến tháng 6 năm 2020, ông là Ủy viên Ban Cán sự Đảng Cộng sản Việt Nam, Phó Viện trưởng Viện kiểm sát nhân dân tối cao.[9][10]

Ngày 13 tháng 4 năm 2015, Chủ tịch nước Việt Nam Trương Tấn Sang ký Quyết định bổ nhiệm chức danh Kiểm sát viên Viện kiểm sát nhân dân tối cao cho Trần Công Phàn, Phó Viện trưởng VKSNDTC.[11]

Ngày 13 tháng 9 năm 2019, ông được bầu làm Phó Chủ tịch Hội Luật gia Việt Nam khóa 13.[12]