นายขยัน วิพรหมชัย เข้าสู่การเมืองโดยการสมัครรับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดลำพูน หลายครั้ง ตั้งแต่ พ.ศ. 2535 พ.ศ. 2538 และ พ.ศ. 2539 แต่ไม่ได้รับการเลือกตั้ง กระทั่งการเลือกตั้งซ่อมแทนตำแหน่งที่ว่าง เนื่องจากนายอนุสรณ์ วงศ์วรรณ กรรมการบริหารพรรคพลังประชาชน ซึ่งถูกตัดสิทธิ์ทางการเมือง ในปี พ.ศ. 2550 นายวิชัย วิพรหมชัย จึงได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร เป็นครั้งแรก โดยได้ 102,785 คะแนน ชนะนายเพชรวรรต วัฒนพงศ์ศิริกุล ประธานที่ปรึกษาคนเสื้อแดงกลุ่มรักเชียงใหม่ 51 ผู้สมัครจากพรรคเพื่อไทย ซึ่งได้คะแนน 93,522 คะแนน และนางสาวอาภาภรณ์ พุทธปวน อดีต ส.ส.[1] ส่งผลให้เป็นหนึ่งในสองคน ที่สามารถชนะการเลือกตั้งในเขตภาคเหนือตอนบน ซึ่งเป็นฐานคะแนนเสียงสำคัญของพรรคเพื่อไทย (กลุ่มผู้สนับสนุน พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร) แต่ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554[2] นายขยัน วิพรหมชัย พ่ายให้กับนายสถาพร มณีรัตน์ จากพรรคเพื่อไทย จากนั้นจึงได้กลับมาลงสมัครรับเลือกตั้งระดับท้องถิ่น และได้รับเลือกตั้งเป็นนายกเทศมนตรีตำบลอุโมงค์อีกสมัย ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555

นายขยัน วิพรหมชัย ได้ทำงานการเมืองท้องถิ่น และงานสังคมต่าง ๆ ในระหว่างที่ไม่ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร โดยเป็นนายกเทศมนตรีตำบลอุโมงค์ อำเภอเมืองลำพูน[3] และสมาชิกองค์การบริหารส่วนจังหวัดลำพูน ตลอดจนงานสังคมต่างๆ ได้แก่ นายกสโมสรไลออนส์ลำพูน เลขาธิการหอการค้าจังหวัดลำพูน และประธานสหกรณ์ไวน์อุโมงค์ลำพูน จำกัด

โดยขณะที่ดำรงตำแหน่ง ส.ส. นายขยัน ได้รับฉายาว่า "ส.ส.ลำไย" เนื่องจากเป็นผู้แทนฯ ที่ให้ความสำคัญแก่ผลผลิตและราคาซื้อขายของลำไย อันเป็นผลไม้เศรษฐกิจที่มีสำคัญมากอย่างหนึ่งของพื้นที่ภาคเหนือ ถึงขนาดเคยนำพวงลำไยเข้าไปในสภาฯ เพื่ออภิปรายมาแล้ว[4]

ในปี พ.ศ. 2563 เขาได้ลงสมัครรับเลือกตั้งนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดลำพูน[5] แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง