• 14 มีนาคม 2547 สมาชิกสภาองค์การบริหารส่วนจังหวัดกาญจนบุรี (สจ.)
• 3 กรกฎาคม 2554 สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร (ส.ส.) จังหวัดกาญจนบุรี เขต 2 พรรคประชาธิปัตย์
• คณะกรรมการประสานงานพรรคร่วมฝ่ายค้าน (วิป)
• คณะกรรมาธิการการตำรวจและเลขาธิการคณะกรรมาธิการการตำรวจ
  • รองประธานอนุกรรมาธิการการตำรวจ ชุดที่ 1
  • รองประธานอนุกรรมาธิการการตำรวจ ชุดที่ 2
• ที่ปรึกษาอนุกรรมาธิการพิจารณาเรื่องร้องเรียนเกี่ยวกับสาธารณภัย
• คณะอนุกรรมาธิการและโฆษกคณะอนุกรรมาธิการ (ในคณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่าง พ.ร.บ.งบประมาณรายจ่ายประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2556)
• คณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่างพระราชบัญญัติคุ้มครองผู้บริโภค
• คณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่างะรัราชบัญญัติปรับปรุง กระทรวง ทบวง กรม (ฉบับที่...)พ.ศ....(จัดตั้งกรมฝนหลวงและการบินเกษตร)
• คณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่างพระราชบัญญัติการกีฬาแห่งประเทศไทย
• ที่ปรึกษาคณะอนุกรรมาธิการครุภัณฑ์ ที่ดิน สิ่งก่อสร้างและแหล่งน้ำ (ในคณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่าง พ.ร.บ.งบประมาณรายจ่ายประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2557)
• คณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาร่าง พ.ร.บ.มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
• ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการกิจการชายแดนไทย
• กรรมการบริหารกลุ่มมิตรภาพสมาชิกรัฐสภาไทย - บังคลาเทศ
• สมาชิกกลุ่มมิตรภาพสมาชิกรัฐสภาไทย - เมียนมาร์
• ปัจจุบัน 2562 ดำรงตำแหน่งคณะที่ปรึกษารองนายกรัฐมนตรี (นายจุรินทร์ ลักษณวิศิษฏ์)

ฉัตรพันธ์ เดชกิจสุนทร ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร เขต 2 จ.กาญจนบุรี พรรคประชาธิปัตย์ ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 เมื่อวันที่ 3 กรกฎาคม พ.ศ. 2554 นายฉัตรพันธ์ได้รับเลือกตั้งแบบพลิกความคาดหมาย[3] โดยได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร เขต 2 จังหวัดกาญจนบุรี ด้วยคะแนน 45,540 คะแนน[4] ชนะพล.ต.ศรชัย มนตริวัต สังกัดพรรคเพื่อไทย และนายสันทัด จีนาภักดิ์ สังกัดพรรคภูมิใจไทยฉัตรพันธ์ เดชกิจสุนทร ถือได้ว่าเป็นนักการเมืองอีกคนหนึ่งที่ได้รับการกล่าวขานถึง ว่าเป็นผู้ที่อุทิศเวลาให้แก่การประชุมสภาผู้แทนราษฎร และทำหน้าที่ในสภาผู้แทนราษฎรอย่างเหมาะสม ในบรรดา ส.ส. เป็นที่รู้กันว่า เขาเป็น ส.ส.ที่นำปัญหาความเดือดร้อนของประชาชนที่ได้ประสบมาหรือรับฟังจากประชาชนที่มาร้องทุกข์ ตั้งกระทู้ถามและปรึกษาหารือปัญหาที่เกี่ยวกับความเดือดร้อนของประชาชนต่อประธานรัฐสภาและประธานสภาผู้แทนราษฎรอยู่เสมอ เพื่อนำเสนอปัญหาส่งต่อให้รัฐบาลและหน่วยราชการที่เกี่ยวข้องทำการช่วยเหลือประชาชนตามข้อร้องเรียนต่อไป นอกจากนี้ ฉัตรพันธ์ เดชกิจสุนทร ได้รับการตั้งฉายาจากชาวกาญจนบุรีว่า "ส.ส.แมน" ผู้แทน..หัวใจประชาชน เพราะตลอดเวลาที่ผ่านมา เขามีความเสมอต้นเสมอปลาย มีความอ่อนน้อมถ่อมตน และลงพื้นที่พบปะเยี่ยมเยียนเพื่อรับฟังปัญหาของประชาชนอย่างต่อเนื่องนั่นเอง แต่ในทางกลับกันเขามีลักษณะประการหนึ่ง ถ้ามีเรื่องที่ประชาชนถูกรังแกหรือไม่ได้รับความเป็นธรรม เขาก็ทำหน้าที่ปกป้องดูแลช่วยเหลืออย่างกล้าหาญอยู่เสมอ เล่ากันว่าครั้งหนึ่งมีชาวบ้านเคยถาม "ส.ส.แมน" ว่า ได้เป็นผู้แทนแล้วจะทำอะไรให้ฉัน ? เขาตอบอย่างสุภาพ แต่หนักแน่นว่า "ผมจะทำงานด้วยหัวใจ หูสองหู ตาสองตาของผม จะได้ยินและมองเห็นปัญหาเหมือนที่ประชาชนมอง ผมจะไม่ทำเรื่องที่เสียหาย แต่จะทำงานหนักให้คุ้มค่ากับภาษีจากประชาชน และจะทำสิ่งที่เป็นประโยชน์กับคนเมืองกาญจน์ กับประชาชนและประเทศชาติครับ”