Trước năm 2016, ông là Phó Chánh Văn phòng Tổng cục Chính trị Quân đội nhân dân Việt Nam

Năm 2016, ông được bổ nhiệm làm Chính ủy Quân đoàn 1 đồng thời thăng quân hàm Thiếu tướng.

Năm 2018, ông được bổ nhiệm về làm Chính uỷ Trường sĩ quan Lục quân 1.

Ngày 09 tháng 12 năm 2019, tại Quyết định 1772/QĐ-TTg, Thủ tướng Chính phủ bổ nhiệm Thiếu tướng Đỗ Văn Thiện, Chính ủy Trường Sĩ quan Lục quân 1 giữ chức Chính ủy Tổng cục Hậu cần, Bộ Quốc phòng.[1]

Thiếu tướng (2016), Trung tướng (2020).