Trong thời gian làm Giám đốc Sở Công nghiệp từ năm 2003 đến tháng 1/2009, đồng chí Phan Thị Mỹ Thanh đã thiếu trách nhiệm trong thực thi nhiệm vụ, công vụ; không chỉ đạo xây dựng cơ sở hạ tầng của Dự án khu tập thể Nhà máy dệt Thống Nhất trong khi đã thu tiền của các hộ dân; đồng ý để kế toán Sở Công nghiệp gửi số tiền còn lại của Dự án vào Công ty Gỗ Tân Mai; khi chuyển công tác, đồng chí đã không bàn giao Dự án cho người kế nhiệm, dẫn đến khiếu kiện đông người, kéo dài, ảnh hưởng đến tình hình an ninh, trật tự của địa phương, gây hậu quả nghiêm trọng, làm giảm uy tín của cơ quan quản lý nhà nước. 

Với cương vị Phó Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh (thời gian từ tháng 6/2011 đến tháng 9/2014), đồng chí đã ký nhiều văn bản của Ủy ban nhân dân tỉnh nhưng không xem xét nội dung tham mưu của sở, ngành chuyên môn, vi phạm pháp luật, vi phạm quy chế làm việc của Ủy ban nhân dân tỉnh về trình tự, thủ tục đầu tư dự án; vi phạm nguyên tắc tập trung dân chủ trong việc ký Quyết định số 2230/QĐ-UBND, ngày 21/7/2014 của Ủy ban nhân dân tỉnh chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án lấn Sông Đồng Nai không báo cáo, xin ý kiến các bộ, ngành Trung ương theo kết luận của Ban Thường vụ Tỉnh ủy; ký một số quyết định của Ủy ban nhân dân tỉnh thể hiện sự ưu ái, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp của gia đình thực hiện các dự án thuộc lĩnh vực đồng chí phụ trách, trong đó có dự án không thuộc lĩnh vực được phân công trực tiếp phụ trách, báo cáo sai sự thật về khối lượng, tiến độ đã thực hiện của dự án, nhằm mục đích trục lợi cho doanh nghiệp của gia đình mình. 

Thiếu ý thức tổ chức kỷ luật, vi phạm nghiêm trọng quy chế về công tác đối ngoại; nhiều lần sử dụng hộ chiếu ngoại giao để đi nước ngoài với mục đích cá nhân, giải quyết việc riêng; thậm chí có lần xuất cảnh ra nước ngoài không báo cáo tổ chức theo quy định. 

Trước đó, tại họp kỳ thứ 15 diễn ra giữa năm 2017, Ủy ban Kiểm tra Trung ương đã xem xét, thi hành kỷ luật bằng hình thức cảnh cáo đối với bà Phan Thị Mỹ Thanh.