بعد تخرجه بعام 1964 من معهد العاصمة النموذجي والذي تلقى تعليمه الأولي منه التحق الأمير بالقوات الجوية الملكية السعودية، وظل يعمل في القوات الجوية الملكية السعودية حتى عام 1980.

في 18 مارس 1980 عين أميرًا لمنطقة حائل، وظل بهذا المنصب حتى 29 نوفمبر 1999 عندما عين أميرًا لمنطقة المدينة المنورة.

وفي 22 أكتوبر 2005 عين رئيسًا للاستخبارات العامة خلفًا لأخيه الأمير نواف، وظل يتولى المنصب حتى  19 يوليو 2012 عندما عين مستشارًا للملك ومبعوثًا خاصًا له.

وفي الموافق 1 فبراير 2013 عين نائبًا ثانيًا لرئيس مجلس الوزراء.

وصدر أمر ملكي بتاريخ 27 مارس 2014 يقضي باختياره وليًا لولي العهد، في يوم الخميس الموافق 26 جمادى الآولى 1435أصدر الملك عبدالله بن عبدالعزيز أمراً ملكياً يقضي بأن يُبايع صاحب السمو الملكي الأمير مقرن بن عبدالعزيز آل سعود ولي ولي العهد ، ولياً للعهد في حال خلو ولاية العهد ، ويبايع ملكاً للبلاد في حال خلو منصبي الملك وولي العهد في وقت واحد.

وبشكل رسمي مساء اليوم الجمعة 23 يناير 2015 تتم مبايعة الأمير مقرن بن عبدالعزيز ولياً للعهد.