Sinh năm 1960, Phan Thanh Hùng bắt đầu sự nghiệp bóng đá với tư cách cầu thủ của Quảng Nam - Đà Nẵng và gắn bó với đội bóng này trong giai đoạn 1980-1992. Năm 1992, ông cùng Quảng Nam - Đà Nẵng giành chức vô địch quốc gia, trước khi chuyển sang công tác huấn luyện.

Trên cương vị HLV, Phan Thanh Hùng từng dẫn dắt nhiều đội bóng tại V.League. Dấu ấn nổi bật nhất trong sự nghiệp của ông là quãng thời gian làm việc tại Hà Nội T&T. Trong 6 mùa giải, ông giúp đội bóng Thủ đô giành chức vô địch V.League năm 2010 và 2013, cùng nhiều lần cán đích ở vị trí thứ hai.

Năm 2016, HLV Phan Thanh Hùng chuyển sang dẫn dắt Than Quảng Ninh. Ngay trong mùa giải đầu tiên, ông giúp đội bóng đất Mỏ giành Cúp Quốc gia và sau đó đoạt Siêu cúp Quốc gia. Ông cũng từng có thời gian dẫn dắt B.Bình Dương trước khi trở về Đà Nẵng làm việc tại SHB Đà Nẵng.

Ở cấp độ đội tuyển, HLV Phan Thanh Hùng từng là trợ lý của HLV Henrique Calisto trong hành trình ĐT Việt Nam vô địch AFF Cup 2008. Ông cũng tham gia ban huấn luyện U23 Việt Nam giành HCB SEA Games 2009.

Năm 2012, Phan Thanh Hùng được VFF bổ nhiệm dẫn dắt ĐT Việt Nam và U23 Việt Nam. Ông trở thành một trong những HLV nội được trao trọng trách dẫn dắt đội tuyển quốc gia trong giai đoạn bóng đá Việt Nam thường xuyên sử dụng các HLV nước ngoài.

Những năm cuối sự nghiệp, HLV Phan Thanh Hùng tiếp tục gắn bó với bóng đá Đà Nẵng trong công tác huấn luyện và đào tạo. Ông được nhiều đồng nghiệp và học trò đánh giá cao bởi phong cách làm việc điềm đạm, tư duy chuyên môn và sự tận tâm với bóng đá.

Tối 11/8, HLV Phan Thanh Hùng qua đời tại Đà Nẵng sau thời gian chống chọi với bệnh tật. Bóng đá Việt Nam chia tay một nhà cầm quân đã có nhiều dấu ấn trong gần nửa thế kỷ gắn bó với sân cỏ.