Là cán bộ trưởng thành từ thực tiễn chiến đấu, gắn bó với lực lượng Công an Thủ đô 30 năm, Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng đã trực tiếp tham gia điều tra phá án, lãnh đạo, chỉ đạo nhiều lĩnh vực, từ bảo vệ an ninh quốc gia, đấu tranh phòng, chống tội phạm đến quản lý nhà nước về an ninh, trật tự. Giai đoạn 2019-2025, trên cương vị Phó Giám đốc, Thủ trưởng Cơ quan Cảnh sát điều tra, ông cùng tập thể lãnh đạo kiên trì phương châm lấy phòng ngừa làm nền tảng, đấu tranh là khâu đột phá; nhận diện các loại tội phạm mới, tập trung triệt phá các băng, ổ nhóm ngay từ khi mới hình thành, luôn giữ vững thế chủ động trong mọi tình huống...
Từ tháng 3/2025, trên cương vị người đứng đầu Công an Hà Nội, Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng đã trực tiếp chỉ đạo nhiều vụ án, chuyên án lớn, phức tạp, góp phần kiềm chế, kéo giảm tội phạm, giữ vững ổn định an ninh trật tự; củng cố kỷ cương pháp luật trên địa bàn Thủ đô. Dấu ấn được thể hiện bằng tầm nhìn, tư duy kiến tạo an ninh chiến lược.
Năm 2026, Công an thành phố thành lập Ban Chỉ đạo giải quyết 5 điểm nghẽn lớn, trong đó có an toàn thực phẩm và ô nhiễm môi trường. Trên tinh thần không có vùng cấm, không có ngoại lệ, Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng cam kết sẽ làm quyết liệt để làm sạch môi trường, bảo đảm sức khỏe của cộng đồng. Với vụ việc khoảng 300 tấn thịt heo mang mầm bệnh bị tuồn ra thị trường, nhất là đã vào bếp ăn của một số trường học, Giám đốc Công an Thành phố Hà Nội nêu rõ quan điểm: Đây là tội ác đầu độc thế hệ tương lai và cần phải nghiêm trị. Không chỉ làm rõ đường dây, truy xét các đối tượng thu gom, tuồn thực phẩm không an toàn; Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng đã đề nghị Ủy ban Kiểm tra Thành ủy vào cuộc, “truy tận gốc, trốc tận rễ”, xử lý những nhóm lợi ích, làm rõ trách nhiệm của cán bộ liên quan.
Trong vụ án triệt phá đường dây lừa đảo đầu tư ngoại hối, tiền điện tử xuyên quốc gia do Phó Đức Nam (tức Mr. Pips) và Lê Khắc Ngọ (tức Mr. Hunter) cầm đầu, ông chỉ đạo các đơn vị chức năng triển khai đồng bộ nhiều biện pháp nghiệp vụ, phối hợp chặt chẽ các lực lượng chức năng trong và ngoài nước để đấu tranh, bóc gỡ. Kết quả thu hồi tài sản trong vụ án này, đã thu giữ, phong tỏa hơn 5.315 tỷ đồng, gồm: Tiền, vàng, bất động sản và nhiều tài sản giá trị khác ở cả trong nước, nước ngoài. Đây là bài học kinh nghiệm quý trong truy vết dòng tiền ảo, thu hồi tài sản xuyên quốc gia, lĩnh vực vốn được xem là thách thức lớn đối với lực lượng thực thi pháp luật trên thế giới. Mới đây, Công an Thành phố Hà Nội bóc trần “ma trận” tại Viện Pháp y tâm thần Trung ương, khởi tố hàng loạt lãnh đạo, bác sĩ, nhân viên y tế, triệt xóa đường dây che giấu tội phạm với quy mô lớn chưa từng có, được dư luận đặc biệt quan tâm.
Cùng với công tác điều tra, phá án, Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng chỉ đạo đẩy mạnh công tác chuyển đổi số trong Công an Thủ đô thông qua xây dựng những giải pháp công nghệ trọng tâm: Hanoi Smart Police; UAV giám sát an ninh trật tự và trật tự đô thị; thiết bị báo cháy không dây... góp phần giải quyết những vấn đề dân sinh như trật tự, an toàn giao thông, trật tự đô thị, phòng cháy, chữa cháy trên địa bàn Thủ đô.
Với những thành tích đặc biệt xuất sắc trong công tác đấu tranh phòng, chống tội phạm, tháng 4/2026, Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng được trao tặng danh hiệu Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân và dịp kỷ niệm 72 năm Ngày giải phóng Thủ đô, đồng chí được Thành phố Hà Nội vinh danh “Công dân Thủ đô ưu tú” năm 2026.