Từ 9/1992 - 9/1993: Phó bí thư chi đoàn lớp 10A1, Trường Trung học phổ thông Tân Uyên II, Bình Dương.[1]

Từ 4/1994 - 9/1995: Phó bí thư chi đoàn lớp 12A1, Trường Trung học phổ thông Võ Minh Đức, Bình Dương.

Từ 9/1997 - 6/1998: Bí thư Liên chi đoàn khóa K34, Đại học Ngoại thương cơ sở II, TP. Hồ Chí Minh.

Từ 7/1998 - 8/2000: Ủy viên Ban Chủ nhiệm, Phó chủ nhiệm Câu lạc bộ Nhà Doanh nghiệp tương lai thuộc Ủy ban Hội Liên hiệp Thanh niên Thành phố Hồ Chí Minh (từ tháng 7/1998). Bí thư Đoàn khóa K34A1, trường Đại học Ngoại thương cơ sở II, TP. Hồ Chí Minh (từ tháng 9/1998). Phó bí thư Đoàn trường Đại học Ngoại thương cơ sở II, TP. Hồ Chí Minh (từ tháng 11/1998).

Từ 9/2000 - 7/2001: Cán bộ Trung tâm Thông tin tư vấn Kinh tế Thanh niên thuộc Thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh.

Từ 8/2001 - 7/2003: Cán bộ Ban Mặt trận thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh (từ tháng 8/2001). Được cử đi học tại Trung tâm Giao lưu quốc tế Thanh niên Quảng Tây, Trung Quốc theo quyết định số 3690/QĐ-UBND của Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh (từ tháng 9/2002 - 7/2003).

Từ 8/2003 - 4/2005: Ủy viên Ban Chấp hành thành Đoàn, Phó trưởng ban Mặt trận thành Đoàn TP (từ tháng 8/2003). Hồ Chí Minh. Phó chủ tịch Hội Liên hiệp Thanh niên Thành phố Hồ Chí Minh (từ tháng 11/2003).

Từ 5/2005 - 7/2006: Phó trưởng ban Tổ chức thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh; Bí thư Đoàn cơ quan thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh.

Từ 8/2006 - 7/2007: được cử đi học Thạc sĩ tại Singapore theo quyết định số 2813/QĐ-UBND ngày 20/6/2006 của Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh.

Từ 8/2007 - 11/2007: Ủy viên Ban Chấp hành thành Đoàn, Phó trưởng ban Tổ chức thành Đoàn Thành phố Hồ Chí Minh.

Từ 12/2007 - 3/2009: Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đoàn, Ủy viên Ban Thường vụ thành Đoàn, Trưởng ban Công nhân lao động thành Đoàn TP. Hồ Chí Minh.

Từ 3/2009 - 9/2010: Ủy viên Ban Chấp hành, Phó trưởng ban Thanh niên Công nhân và Đô thị Trung ương Đoàn, Trưởng phòng việc làm thuộc Ban Thanh niên Công nhân và Đô thị Trung ương Đoàn (từ tháng 2/2010).

Từ 10/2010 - 12/2010: Quyền Trưởng ban Thanh niên Công nhân và Đô thị Trung ương Đoàn.

Từ 01/2011 - 4/2011: Ủy viên Ban Thường vụ, Trưởng ban Thanh niên Công nhân và Đô thị Trung ương Đoàn.

Từ 5/2011 - 12/2011: Ủy viên Ban Thường vụ Trung ương Đoàn, được phân công giúp Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đoàn trực ở phía Nam phụ trách một số mảng công tác, theo dõi, hướng dẫn thực hiện công tác Đoàn ở các tỉnh phía Nam, Phó chủ tịch Trung ương Hội Liên hiệp Thanh niên Việt Nam (từ tháng 12/2011).

Từ 01/2012 - 12/2012: Ủy viên Ban Thường vụ Trung ương Đoàn khóa IX, Trưởng ban Tổ chức Trung ương Đoàn, Phó chủ tịch Ủy ban Trung ương Hội Liên hiệp Thanh niên Việt Nam.

Tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh diễn ra từ ngày 11 – 14/12/2012, tại Hà Nội, Đặng Quốc Toàn đã được bầu làm Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đoàn khóa X, nhiệm kỳ 2012 – 2017.

Ngày 14 tháng 5 năm 2016, ông Tất Thành Cang đã trao quyết định tiếp nhận ông Đặng Quốc Toàn, Bí thư Trung ương Đoàn giữ chức Bí thư Quận ủy Quận 10, nhiệm kỳ 2015 – 2020.[2]