10/1988 - 10/1990

Kỹ sư, Công ty XNK và Dịch vụ kỹ thuật Bưu điện, Tổng cục Bưu điện.

10/1990 - 02/1992

Chuyên viên Ban Phát triển kỹ thuật và Quan hệ đối ngoại, Tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam.

3/1992 - 4/1993

Chuyên viên, Văn phòng Tổng cục Bưu điện.

4/1993 - 10/1994

Phó Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và Hợp tác quốc tế, Tổng cục Bưu điện.

10/1994 - 11/1995

Phó Vụ trưởng Vụ Quan hệ quốc tế, Văn phòng Chính phủ.

11/1995 - 8/1996

Quyền Vụ trưởng rồi Vụ trưởng Vụ ASEAN, Văn phòng Chính phủ.

8/1996 - 3/2003

Thư ký rồi Trợ lý Cố Thủ tướng Võ Văn Kiệt.

3/2003 - 8/2005

Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch rồi Phó Chủ tịch Thường trực UBND tỉnh Bắc Ninh, Đại biểu HĐND tỉnh (từ tháng 4/2004).

8/2005 - 11/2007

Thứ trưởng Bộ Bưu chính – Viễn thông (Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa X từ tháng 4/2006).

11/2007 - 5/2008

Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Phó Bí thư Thường trực Tỉnh ủy tỉnh Quảng Ninh.

5/2008 - 3/2010

Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Phó Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Ninh.

3/2010 – 8/2010

Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch UBND tỉnh Quảng Ninh.

8/2010 – 8/2011

Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa X, Ủy viên BCHTW Đảng khóa XI từ tháng (01/2011), Bí thư Tỉnh ủy tỉnh Quảng Ninh.

8/2011 – 11/2013

Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bộ trưởng, Chủ nhiệm Văn phòng Chính phủ.

Từ tháng 11/2013

Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Ủy viên Ban cán sự Đảng Chính phủ, Phó Thủ tướng Chính phủ. Bộ Chính trị phân công kiêm nhiệm Bí thư Ban Cán sự Đảng Bộ Y tế (từ tháng 10/2019 – tháng 7/2020).