อดีตเป็นสมาชิกสภาองค์การบริหารส่วนจังหวัดแพร่ (พ.ศ. 2533-2542) และสมาชิกวุฒิสภา จังหวัดแพร่ พ.ศ. 2549 หลังจากนั้นได้เข้าร่วมงานกับพรรคพลังประชาชน โดยลงสมัครสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดแพร่ และได้รับการเลือกตั้งเป็นครั้งแรก

ในการอภิปรายทั่วไปเพื่อลงมติไม่ไว้วางใจรัฐมนตรีในประเทศไทย พ.ศ. 2554 นายนิยมยกมือโหวตสวนมติพรรคเพื่อไทย คือ ยกมือไว้วางใจนายโสภณ ซารัมย์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม และงดออกเสียงให้นางพรทิวา นาคาศัย รัฐมนตรีว่าการกระทรวงพาณิชย์ จากพรรคภูมิใจไทย ทำให้เกิดเสียงวิพากษ์วิจารณ์ และการต่อต้านจากกลุ่มเสื้อแดงบางกลุ่ม[2] ในขณะที่นายนิยมได้แถลงในเวลาต่อมา ยืนยันว่ายังอยู่กับพรรคเพื่อไทย และไม่คิดย้ายพรรค[3] อย่างไรก็ตามในการเลือกตั้ง ปี พ.ศ. 2554 นายนิยมลงสมัครและได้รับเลือกในนามพรรคเพื่อไทย

ในปี พ.ศ. 2562 ได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.แบบบัญชีรายชื่อ พรรคเศรษฐกิจใหม่[4]

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

นิยม วิวรรธนดิฐกุล ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 3 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 จังหวัดแพร่ สังกัดพรรคพลังประชาชน
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 จังหวัดแพร่ สังกัดพรรคเพื่อไทย
3. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเศรษฐกิจใหม่