Ông gia nhập Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 25/12/1986, thành đảng viên chính thức ngày 25/12/1987.

Năm 2005, ông là Phó Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Bình.[7]

Ngày 8 tháng 7 năm 2011, ông được Thủ tướng Chính phủ phê chuẩn làm Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Bình nhiệm kỳ 2011-2016. Trước đó ông là Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Quảng Bình nhiệm kỳ 2004-2011, Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy Quảng Bình.[8][9][10][11]

Ngày 24 tháng 12 năm 2015, tại Hội nghị lần thứ 5 Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh Quảng Bình nhiệm kì 2014-2019, Trần Văn Tuân, Ủy viên Ban thường vụ Tỉnh ủy Quảng Bình, Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh được hiệp thương bầu giữ chức vụ Chủ tịch Ủy ban Mặt trận Tổ quốc Việt Nam tỉnh Quảng Bình nhiệm kì 2014-2019.[12][13]