بداية دخوله للحياة العملية كانت في عام 1372هـ، عندما عين وزيرًا للمواصلات ليكون أول وزيرٍ لها، وظل يتولى شؤونها حتى عام 1374هـ عندما عين نائبًا لوزير المالية، وفي عام 1380هـ عين وزيرًا للمالية، وفي عام 1381هـ ترك الوزارة وعين سفيرًا للمملكة لدى فرنسا.
وكرس الأمير طلال اهتماماته في الأمور التنموية والتعليمية، حيث قام بعام 1980 بتأسيس «برنامج الخليج العربي لدعم منظمات الأمم المتحدة الإنمائية»، وذلك بغرض دعم جهود التنمية البشرية المستدامة في دول العالم النامية، ومن خلال هذا البرنامج قام وبالتعاون مع شركاء دوليين بإنشاء عدد من المؤسسات وهي:
- مؤسسة منتور.
- المجلس العربي للطفولة والتنمية.
- مركز المرأة العربية للتدريب والبحوث (كوتر).
- الشبكة العربية للمنظمات الأهلية.
- بنك الفقراء.
- الجامعة العربية المفتوحة.
- الجمعية السعودية للتربية والتأهيل لرعاية الأطفال المعاقين من ذوي متلازمة داون.
- جائزة برنامج الخليج العربي العالمية للمشروعات التنموية الرائدة.
وتولى الأمير طلال العديد من المناصب وعضويات في عدد من الجمعيات والمنظمات أبرزها:
- رئيس برنامج الخليج العربي لدعم منظمات الأمم المتحدة الإنمائية.
- رئيس المجلس العربي للطفولة والتنمية.
- رئيس مجلس أمناء الشبكة العربية للمنظمات الأهلية.
- رئيس مجلس أمناء مركز المرأة العربية للتدريب والبحوث.
- رئيس مجلس أمناء الجامعة العربية المفتوحة.
- الرئيس الفخري للجمعية السعودية للتربية والتأهيل.
- الرئيس الفخري للجمعية السعودية لطب الأسرة والمجتمع ورئيس الأعضاء الشرفيين.
- الرئيس الشرفي لمعهد أمين الريحاني في واشنطن.
- الرئيس الفخري لجمعية إبصار الخيرية للتأهيل وخدمة الإعاقة البصرية.
- الرئيس الفخري لوحدة منظمة التجارة العالمية، مركز التمييز بالإدارة.
- سفير المملكة العربية السعودية لدى فرنسا.
- عضو مجلس أمناء مؤسسة منتور.
- عضو مؤسس في اللجنة المستقلة للقضايا الإنسانية الدولية.
المواضيع المتشابهه 
الراحل الامير طلال بن عبدالعزيز حياته وانجازاته 
العرض الشجري
