นายแพทย์ทศพร รับราชการเป็นนายแพทย์ สังกัดกระทรวงสาธารณสุข ก่อนจะลาออกจากราชการมาทำงานการเมือง และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดแพร่ ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2539 สังกัดพรรคชาติไทย และในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2544 และ พ.ศ. 2548 ในสังกัดพรรคไทยรักไทย ก่อนจะถูกตัดสิทธิทางการเมืองเนื่องจากเป็นกรรมการบริหารพรรคไทยรักไทย ในปี พ.ศ. 2550

ต่อมาในปี พ.ศ. 2555 ได้รับแต่งตั้งเป็นโฆษกประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาลนางสาวยิ่งลักษณ์ ชินวัตร[5]