Ông Phạm Đại Dương, sinh năm 1974, quê quán Bắc Từ Liên, Hà Nội, trình độ chuyên môn Thạc sĩ Quản lý Khoa học và Công nghệ.
Ông Phạm Đại Dương từng có thời gian dài công tác tại Ban Quản lý khu công nghệ cao Hòa Lạc (Bộ Khoa học và Công nghệ), giữ các chức vụ Trưởng phòng Hợp tác quốc tế và xúc tiến đầu tư, Phó Trưởng ban rồi Trưởng ban.
Ngày 5/10/2015, Trưởng ban Quản lý khu công nghệ cao Hòa Lạc Phạm Đại Dương được Thủ tướng Chính phủ bổ nhiệm làm Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ, kiêm Trưởng ban khu công nghệ cao Hòa Lạc.
Đầu tháng 8/2018, Ủy viên Ban Thường vụ Đảng ủy, Thứ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Phạm Đại Dương được Ban Bí thư khóa XII luân chuyển, chỉ định giữ chức vụ Phó Bí thư Tỉnh ủy Phú Yên nhiệm kỳ 2015 - 2020, được giới thiệu ứng cử vào chức vụ Chủ tịch UBND tỉnh Phú Yên.
Ngay sau đó, HĐND tỉnh Phú Yên đã bầu ông Phạm Đại Dương giữ chức Chủ tịch UBND tỉnh Phú Yên, thay cho ông Hoàng Văn Trà được điều động giữ chức vụ Phó Chủ nhiệm Ủy ban kiểm tra Trung ương.