Từ năm 1995 đến năm 2003, ông Nguyễn Thanh Long là chuyên viên Vụ Y tế dự phòng, Bộ Y tế.
Từ tháng 12/2003 đến tháng 5/2005, ông Long là Trưởng phòng Kiểm soát và phòng chống HIV/AIDS, Cục Y tế dự phòng và phòng chống HIV/AIDS, Bộ Y tế.
Từ tháng 6/2005 đến tháng 3/2008, ông Long là Phó Cục trưởng Cục phòng chống HIV/AIDS, Bộ Y tế; từ tháng 3/2008 đến tháng 11/2011 là Cục trưởng Cục phòng chống HIV/AIDS.
Từ tháng 12/2011 đến tháng 10/2018, ông Nguyễn Thanh Long là ủy viên Ban cán sự đảng, Thứ trưởng Bộ Y tế.
Tháng 10/2018, ông Nguyễn Thanh Long giữ cương vị Phó trưởng Ban Tuyên giáo Trung ương.
Ngày 31/1/2020 ông Nguyễn Thanh Long được Thủ tướng điều động về lại Bộ Y tế và giữ chức vụ Thứ trưởng Bộ Y tế.
Thời điểm ông Long được điều động về làm Thứ trưởng Bộ Y tế đúng lúc Việt Nam đối mặt với dịch bệnh Covid-19 và Bộ Y tế đang khuyết chức danh Bộ trưởng chính thức.
Trong cuộc chiến chống dịch Covid-19, Thứ trưởng Nguyễn Thanh Long đã tham mưu nhiều quyết sách quan trọng cho Bộ Y tế cùng Tổ công tác về phòng chống đại dịch Covid-19 tại Việt Nam, góp phần ngăn chặn đại dịch bùng phát ở Việt Nam.
Cho tới thời điểm này, Việt Nam ghi nhận 369 ca mắc Covid-19, với 341 bệnh nhân đã được điều trị khỏi. Các bệnh nhân mới đều là những người nhập cảnh từ vùng dịch.
Trong cộng đồng, Việt Nam đã trải qua 82 ngày không phát hiện ca mắc Covid-19.
Đến nay, Việt Nam là một trong số ít quốc gia ghi nhận dưới 400 ca mắc Covid-19, không có trường hợp tử vong. Cộng đồng quốc tế, báo chí quốc tế đánh giá cao thành tựu chống dịch Covid-19 của Việt Nam
