Tóm tắt quá trình công tác:- 11/1991 - 2/1994: Nghiên cứu sinh khoa Hóa, Trường Đại học Tổng hợp Matxcơva, Cộng hòa Liên bang Nga.
- 3/1994 - 10/1997: Trưởng phòng nghiên cứu, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia.
- 11/1997 - 11/2004: Phó Viện trưởng kiêm Trưởng phòng nghiên cứu, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia; Phó Giáo sư ngành Hóa học (từ 4/2002).
- 12/2004 - 11/2007: Phó Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (từ 7/2007); Viện trưởng kiêm Trưởng phòng nghiên cứu, Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Giáo sư ngành Hóa học (từ 10/2006).
- 11/2007 - 2/2008: Giáo sư, Phó Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- 2/2008 - 9/2008: Giáo sư, Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- 10/2008 - 1/2013: Giáo sư; Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Ủy viên Trung ương Đảng khóa XI (từ 1/2011).
- 2/2013 - 3/2025: Ủy viên Trung ương Đảng: Khóa XI, XII (từ 1/2016), XIII (từ 1/2021); Giáo sư, Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Belarus (2014); Viện sĩ Liên hiệp các Viện Hàn lâm thế giới (2019); Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga (5/2025); Được trao Huân chương Bắc đẩu Bội tinh của Nhà nước Cộng hòa Pháp (2/4/2021).
- 3/2025 - 2/2026: Ủy viên Trung ương Đảng khóa XIII (đến 1/2026); Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ Chính phủ nhiệm kỳ 2020-2025; Giáo sư, Viện sĩ, Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Được trao danh hiệu Đại sứ Khoa học và Giáo dục Liên bang Nga (5/2/2026).
- 2/2026 - 4/2026: Giáo sư, Viện sĩ, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam nhiệm kỳ 2025-2030; Đại biểu Quốc hội khóa XVI (từ 3/2026).
- 4/2026: Giáo sư, Viện sĩ, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam; Ủy viên là đại biểu Quốc hội hoạt động kiêm nhiệm của Ủy ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường của Quốc hội khóa XVI; Đại biểu Quốc hội khóa XVI.