Tak hanya itu, selain berpengalaman sebagai Dirjen Keuangan Daerah, Agus Fatoni juga berpengalaman menjadi Kepala Daerah di tiga provinsi. Dirinya dilantik sebagai Pj Gubernur Sulawesi Utara pada 26 September 2020.

Kemudian, berselang tiga tahun dirinya juga dipercaya memimpin Provinsi Sumatera Selatan sebagai Pj Gubernur Sumatera Selatan pada 2 Oktober 2023. Selanjutnya, Fatoni juga dipercaya memimpin Provinsi Sumatera Utara sebagai Pj Gubernur Sumatera Utara pada 24 Juni 2024.