Từ Trung đoàn trưởng Sao Đỏ đến Ủy viên Bộ Chính trị

Trên các cương vị Biên đội trưởng, Đại đội trưởng, rồi Trung đoàn trưởng Trung đoàn Không quân 921, Phạm Thanh Ngân đã trực tiếp nghiên cứu, rút kinh nghiệm và truyền dạy kỹ thuật đánh đêm cùng kỹ thuật "đánh hiệp đồng" cho các thế hệ phi công trẻ, góp phần quan trọng tạo nên những chiến thắng oai hùng trong Chiến dịch "Điện Biên Phủ trên không" tháng 12 năm 1972. Với tư cách một trong những phi công tiêm kích MiG-21 đạt cấp Ace nổi tiếng với lối đánh táo bạo, mưu trí, ông đã được các đồng đội và cấp dưới trìu mến gọi là "người anh cả" của Trung đoàn Không quân Sao Đỏ.

Sau ngày đất nước thống nhất, ông tiếp tục đảm nhiệm nhiều trọng trách lớn của Đảng, Nhà nước và Quân đội: giữ chức Tư lệnh Quân chủng Phòng không - Không quân từ năm 1989 đến 1996, được thăng hàm Trung tướng vào tháng 6 năm 1992. Tháng 5 năm 1996, ông được phân công làm Phó Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị, và tháng 12 năm 1997, ông được bầu vào Bộ Chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa VIII - một vinh dự đặc biệt đối với một cựu phi công tiêm kích xuất thân từ chiến trường. Từ tháng 1 năm 1998, ông được phân công làm Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị Quân đội nhân dân Việt Nam, và tháng 11 năm 1999, ông được thăng hàm Thượng tướng.

Tháng 5 năm 2001, sau khi thôi chức vụ Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị, ông được giao phụ trách Ban Tổng kết chiến lược về Quân sự và Quốc phòng trực thuộc Bộ Chính trị. Ở tuổi 85, ông vẫn giữ được tác phong nhanh nhẹn, đậm chất người lính không quân, thường xuyên nhớ về các đồng đội cũ với niềm tự hào vô hạn. Ông cũng từng chia sẻ những hồi tưởng sâu sắc về nguyên Tổng Bí thư Lê Khả Phiêu, người mà ông từng có thời gian công tác gần gũi, đánh giá cao sự tâm huyết của nguyên Tổng Bí thư đối với công tác xây dựng, chỉnh đốn Đảng trong thời kỳ đổi mới.