Ông Nguyễn Thanh Bình tên thật là Nguyễn Văn Huyên, sinh ngày 4 tháng 5 năm 1920, quê ở xã Nhân Thắng, huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. Ngay từ năm 1938, ông tham gia phong trào dân chủ Đông Dương, chống chính quyền thực dân Pháp, từ đó chịu ảnh hưởng của những người Cộng sản. Khi Chính phủ Mặt trận Bình dân ở Pháp đổ, chính quyền thực dân đàn áp phong trào dân chủ và những người Cộng sản. Ông được bí mật kết nạp vào Đảng Cộng sản Đông Dương tháng 5 năm 1939. Khi hoạt động bí mật, ông lấy các bí danh Giáo, Bình để hoạt động.

Tháng 5 năm 1940, ông được phân công làm Thành ủy viên Thành ủy Hải Phòng. Tuy nhiên, đến tháng 9 năm đó, ông bị lộ và bị chính quyền thực dân bắt và giam giữ tại nhà tù Hòa Bình.

Ngày 9 tháng 3 năm 1945, quân Nhật đảo chính Pháp trên toàn cõi Đông Dương. Ông ra tù và về hoạt động ở vùng Bắc Giang, Thái Nguyên, được tổ chức giao cho công tác phụ trách đội du kích, phụ trách lớp huấn luyện cán bộ cấp huyện của hai tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, và được điều về tham gia Tỉnh ủy Bắc Giang, tham gia Ban Thường vụ Tỉnh ủy Bắc Giang, trực tiếp phụ trách phong trào Việt Minh ở các huyện Lục Nam, Lục Ngạn, Sơn Động, Hữu Lũng, Lạng Giang.

Cách mạng tháng 8 thành công, ông được phân công giữ chức Chủ tịch Ủy ban Nhân dân Cách mạng lâm thời tỉnh Bắc Giang (sau đó đổi tên thành Ủy ban Hành chính tỉnh Bắc Giang).

Tháng 10 năm 1946, ông được cử làm đại diện Ủy ban Hành chính khu Bắc Bộ tại Khu XII, kiêm Ủy viên hành chính trong Ủy ban Kháng chiến hành chính Khu XII.

Khi thực dân Pháp nổ súng tái chiếm Đông Dương, tháng 6 năm 1947, ông được cử giữ chức Khu ủy viên Khu XII.

Từ năm 1949 đến năm 1950, ông được Trung ương điều về giữ chức Ủy viên Ban Thanh tra Trung ương, sau đó chuyển sang quân đội giữ chức Cục trưởng Cục Quân nhu thay ông Phan Tử Lăng.

Năm 1951, ông kiêm chức Bí thư Đảng bộ Tổng cục Cung cấp; năm 1952 là Ủy viên Đảng ủy Tổng cục Cung cấp.

Sau Hiệp định Geneve, chính quyền Việt Minh tiếp quản miền Bắc. Ông được cử giữ chức Cục trưởng Cục Chính trị Tổng cục Hậu cần, sau đó được thăng làm Phó Chủ nhiệm Tổng cục Hậu cần năm 1955.

Năm 1959, ông được cử kiêm chức Phó Bí thư Đảng ủy Tổng cục Hậu cần, phong quân hàm Thiếu tướng.

Tại Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam III (tháng 9/1960), ông được bầu làm Ủy viên dự khuyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng và giữ chức Chủ nhiệm Tổng cục Hậu cần.

Tháng 1 năm 1961, ông được điều động làm Phó Ban Tài chính- Thương nghiệp Trung ương, Quyền Bộ trưởng Bộ Nội thương.

Tháng 12 năm 1962, ông được Quốc hội phê chuẩn chính thức quyết định bổ nhiệm ông giữ chức Bộ trưởng Bộ Nội thương. Ông giữ chức vụ trên đến năm 1966.

Từ tháng 4 năm 1966 đến tháng 3 năm 1973, ông lần lượt giữ các chức vụ: Trưởng Ban Tài chính-Thương nghiệp Trung ương, Chủ nhiệm Văn phòng Tài chính- Thương nghiệp Phủ Thủ tướng (đến 1969) kiêm Chủ nhiệm Ủy ban Vật giá Nhà nước, Chủ nhiệm Ủy ban Thanh tra của Chính phủ (1969 - 3.1974).

Tháng 6 năm 1973, ông được bổ nhiệm làm Bộ trưởng Bộ Thủy lợi thay ông Hà Kế Tấn kiêm Trưởng ban Chỉ huy chống lụt bão Trung ương, kiêm Phó Chủ nhiệm thường trực Ủy ban Trị thủy và khai thác sông Hồng. Ông giữ chức vụ Bộ trưởng Bộ Thủy lợi đến năm 1981 thì ông Nguyễn Cảnh Dinh thay thế.

Tháng 12 năm 1976, tại Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam IV, ông được bầu làm Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam.

Cuối năm 1980, ông được phân công giữ chức Trưởng ban phân phối lưu thông của Trung ương Đảng.

Tháng 3 năm 1982, tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ V, ông tái đắc cử Ủy viên Trung ương Đảng, được bầu vào Ban Bí thư Trung ương Đảng phụ trách lĩnh vực nông nghiệp.

Tháng 10 năm 1986, ông được điều động giữ chức Bí thư Thành ủy Hà Nội.

Tháng 12 năm đó, tại Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ VI, ông tái đắc cử Ban Chấp hành Trung ương Đảng và được bầu vào Bộ Chính trị.

Tháng 10 năm 1988, ông được bầu bổ sung vào Ban Bí thư và giữ chức Thường trực Ban Bí thư Trung ương Đảng. Chức vụ Bí thư Thành ủy Hà Nội do ông Phạm Thế Duyệt kế nhiệm.

Tháng 6 năm 1991, ông nghỉ hưu.

Ông là Đại biểu Quốc hội Việt Nam các khóa III, IV, V, VI, VII và VIII.

Ông qua đời ngày 19 tháng 3 năm 2008 tại Hà Nội.