Bà gia nhập Đảng Cộng sản Việt Nam vào ngày 19/5/2002.

Bà từng là đại biểu hội đồng nhân dân tỉnh Bình Phước khóa VIII nhiệm kỳ 2011-2016.

Khi lần đầu ứng cử đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa XIV vào tháng 5 năm 2016 bà đang là Tỉnh ủy viên, Bí thư Đảng ủy Tỉnh đoànBình Phước, làm việc ở Tỉnh Đoàn Bình Phước.

Bà đã trúng cử đại biểu quốc hội năm 2016 ở đơn vị bầu cử số 2, tỉnh Bình Phước gồm có thị xã Đồng Xoài, Phước Long và các huyện Đồng Phú, Phú Riềng, Bù Đăng, được 271.496 phiếu, đạt tỷ lệ 79,85% số phiếu hợp lệ.

Sáng ngày 23 tháng 12 năm 2019, Thành ủy TP. Đồng Xoài, tỉnh Bình Phước tổ chức hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ (mở rộng) lần thứ 31 quyết định về vấn đề nhân sự. Tại hội nghị, Ban Thường vụ Tỉnh ủy Bình Phước quyết định luân chuyển bà Tôn Ngọc Hạnh, Tỉnh ủy viên, Giám đốc Sở Lao động, Thương binh và Xã hội về Thành ủy TP. Đồng Xoài giữ chức vụ Bí thư Thành ủy (nhiệm kỳ 2015 – 2020) kể từ ngày 1/1/2020.

Ngày 30 tháng 1 năm 2021, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng, bà được bầu làm Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XIII, nhiệm kỳ 2021-2026.