يشغل الفضلي منصب وزير البيئة والمياه والزراعة في السعودية منذ يناير/ كانون الثاني 2015. وفي أبريل/ نيسان 2024، أسهم في تعزيز نهج المملكة في معالجة تدهور الأراضي والتصحر من خلال مبادرة السعودية الخضراء، وإدارة المراعي، وبرنامج استمطار السحب. حيث تخطط السعودية لتوسيع الغطاء النباتي، ومكافحة التصحر، وإعادة تأهيل المدرجات الزراعية، وتحسين إدارة الموارد المائية، ومعالجة النفايات، من خلال الاقتصاد الدائري. كما يشغل الفضلي منصب رئيس مجلس إدارة الهيئة العامة للأمن الغذائي، والمؤسسة العامة للري، وصندوق التنمية الزراعية، وغيرها.