Ra mắt đội 1 từ năm 19 tuổi, Nguyễn Thành Chung từng bước khẳng định mình và trở thành chốt chặn vững chắc nơi hàng phòng ngự. Đến mùa giải 2018 và 2019, trung vệ quê Tuyên Quang thực sự bước ra ánh sáng với màn trình diễn bùng nổ, khi không chỉ phòng ngự chắc chắn mà còn đóng góp tới 5 bàn thắng. Anh cùng CLB lọt vào trận chung kết liên lục địa AFC Cup 2019, giành cú đúp danh hiệu V.League và Cúp Quốc gia, đánh dấu một cột mốc đáng nhớ trong sự nghiệp.
Trưởng thành từ Trung tâm đào tạo bóng đá trẻ Hà Nội, Thành Chung cùng đồng đội chinh phục nhiều danh hiệu từ cấp độ U17 đến U21 trước khi được HLV Chu Đình Nghiêm trao cơ hội lên đội 1. Suốt 9 năm khoác áo đội bóng Thủ đô, Thành Chung góp công lớn vào những chức vô địch V.League 2016, 2018, 2019, 2022 cùng các danh hiệu Cúp Quốc gia 2019, 2020, 2022.
Mùa giải 2024/25, Thành Chung tiếp tục chứng tỏ giá trị khi thi đấu ấn tượng trong cả màu áo CLB lẫn ĐT Việt Nam. Anh sở hữu tỷ lệ chuyền bóng chính xác 86,9%, thực hiện 5 đường chuyền dài thành công, chiến thắng 60,3% các pha tranh chấp tay đôi và thu hồi bóng trung bình 7,4 lần mỗi trận. Trung vệ sinh năm 1997 là một trong những trụ cột quan trọng góp công lớn giúp ĐT Việt Nam lên ngôi vô địch AFF Cup 2024.
Ghi nhận những đóng góp không ngừng nghỉ và mong muốn tiếp tục gắn bó lâu dài, Ban lãnh đạo đội bóng quyết định gia hạn hợp đồng với hậu vệ sinh năm 1997 tới năm 2030.
"Với tôi, CLB Hà Nội luôn là nhà. Tôi đã gắn bó từ năm 2008, khi còn là một cầu thủ trẻ. Ở đây, tôi tìm thấy niềm vui chơi bóng, có gia đình của mình. Tôi rất hạnh phúc khi tiếp tục cống hiến trong màu áo CLB đến năm 2030, đây là quãng thời gian ý nghĩa nhất trong sự nghiệp của tôi", Nguyễn Thành Chung chia sẻ.