Trước khi làm Tổng giám đốc PVN, Anh Sơn có 30 năm công tác tại PVN với nhiều vị trí khác nhau như: Trưởng ban Khai thác Dầu khí Tập đoàn, Tổng Giám đốc Công ty Điều hành Dầu khí Phú Quốc. Từ tháng 3/2021 anh là Phó Tổng Giám đốc Tập đoàn phụ trách lĩnh vực E&P.
Tháng 3/2024 Anh Sơn được bổ nhiệm vào vị trí vị trí Tổng Giám đốc Tập đoàn Dầu khí Quốc Gia Việt Nam.
Ngày 21/09/2025 Anh Lê Ngọc Sơn vinh dự nhận Huân chương lao động hạng nhì trong dịp lễ kỷ niệm 50 năm thành lập Tập đoàn Công nghiệp – Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) 3/9/1975 – 3/9/2025)
