พลตรี กลชัย สุวรรณบูรณ์ เคยดำรงตำแหน่งต่าง ๆ ในกองทัพดังนี้ ผู้บังคับกองพันทหารราบที่ 1 กรมทหารราบที่ 25 ค่ายเขตอุดมศักดิ์ จังหวัดชุมพร ผู้บังคับกองพันทหารราบที่ 2 กรมทหารราบที่ 25 ค่ายรัตนรังสรรค์ จังหวัดระนอง นอกจากนี้ยังได้ดำรงตำแหน่งพิเศษอื่น ๆ อีกเช่น หัวหน้าฝ่ายยุทธการและข่าวกองกำลังผสมเฉพาะกิจไทย-มาเลเซีย จังหวัดสงขลา หัวหน้าชุดประสานงานชายแดนไทย-พม่า (ระนอง-เกาะสอง) จังหวัดระนอง รองประธานคณะอนุกรรมการโครงการสานใจไทยสู่ใจใต้ในมูลนิธิรัฐบุรุษ [2]