Ngày 26 tháng 1 năm 2016, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XII, Tất Thành Cang được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá XII. Tháng 2 năm 2016, ông được Thành ủy phân công làm Phó Bí thư Thường trực Thành ủy Thành phố Hồ Chí Minh thay ông Võ Văn Thưởng nhận nhiệm vụ khác.