Từ năm 1966 đếntháng 4 năm 1975: Phó Bí thư Đoàn ủy Liên phường; Ủy viên Ban Chấp hành Thành đoàn; Ủy viên Ban Thường vụ Đảng ủy học sinh; Phó Văn phòng Thành đoàn; Phó ban Thường trực Ban Thanh niên Công nhân Thành đoàn Sài Gòn -  Gia Định.

Từ tháng 5 năm 1975 đến tháng 10 năm 1986: Quận ủy viên quận Tân Bình kiêm Bí thư xã, Chủ tịch xã, Bí thư Quận đoàn; Ủy viên Ban Thường vụ Thành đoàn kiêm Trưởng Ban Công nghiệp Thành đoàn; Chỉ huy trưởng Lực lượng Thanh niên xung phong thành phố Hồ Chí Minh.

Tháng 10 năm1986: Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ thành phố Hồ Chí Minh khóa IV, Phó Chủ nhiệm Ủy ban Kế hoạch thành phố, Ủy viên Ban Chấp hành Liên đoàn Lao động thành phố Hồ Chí Minh.

Tháng 1 năm1990 đến tháng 12 năm 2000: Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ thành phố Hồ Chí Minh khóa V, Bí thư Quận ủy Quận 5, Đại biểu Hội đồng Nhân dân thành phố khóa 5, Ủy viên Ủy ban Nhân dân thành phố, Ủy viên Ban Thường vụ Thành ủy thành phố khóa VI, Phó Chủ tịch thường trực Ủy ban Nhân dân thành phố Hồ Chí Minh.

Từ tháng 1 năm 2001 đến tháng 4 năm 2006:  Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Ủy viên Ban Thường vụ Thành ủy thành Phố Hồ Chí Minh, Phó Bí thư Thành ủy, Đại biểu Hội đồng Nhân dân thành phố khóa VI, Chủ tịch Ủy ban Nhân dân thành phố Hồ Chí Minh.

Tháng 4 năm 2006, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X của Đảng, được bầu vào Bộ Chính trị.

Từ tháng 7 năm 2006 đến tháng 10 năm 2015, được Bộ Chính trị chỉ định giữ chức Bí thư Thành ủy thành phố Hồ Chí Minh.

Tháng 3 năm 2020, Bộ Chính trị quyết định thi hành kỷ luật đồng chí Lê Thanh Hải, nguyên Uỷ viên Bộ Chính trị, nguyên Bí thư Thành uỷ Thành phố Hồ Chí Minh bằng hình thức Cách chức Bí thư Thành uỷ Thành phố Hồ Chí Minh nhiệm kỳ 2010 - 2015.