บุญลือ เคยทำงานเป็นผู้สื่อข่าวหนังสือพิมพ์ข่าวสด [3] และหนังสือพิมพ์บ้านเมือง ก่อนจะเข้าสู่งานการเมืองโดยการลงสมัครรับเลือกตั้งท้องถิ่น เป็นสมาชิกสภาองค์การบริหารส่วนจังหวัดราชบุรี และเป็นประธานสภาองค์การบริหารส่วนจังหวัดราชบุรี (2 วาระ)

บุญลือ ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดราชบุรีครั้งแรกในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2544 และครั้งที่สอง ในปี พ.ศ. 2548 สังกัดพรรคไทยรักไทย และต่อมาเมื่อพรรคไทยรักไทยถูกยุบ จึงย้ายไปสังกัดพรรคพลังประชาชน และได้รับเลือกตั้งเป็นสมัยที่ 3 เขาถูกจำกัดสิทธิห้ามมิให้ลงสมัครรับเลือกตั้งจากศาลรัฐธรรมนูญเนื่องจากเกิดคดียุบพรรคการเมือง พ.ศ. 2551 ซึ่งนายบุญลือมีตำแหน่งกรรมการบริหารพรรคพลังประชาชนที่ถูกยุบ[4] จึงเว้นวรรคจากการเลือกตั้งในปี พ.ศ. 2550

ในปี พ.ศ. 2562 เขาได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.สมัยที่ 3 สังกัดพรรคภูมิใจไทย

บุญลือเคยได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ช่วยเลขานุการรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย เป็นที่ปรึกษารัฐมนตรีว่าการกระทรวงการพัฒนาสังคมและความมั่นคงของมนุษย์ ที่ปรึกษารองนายกรัฐมนตรี (นายสุวิทย์ คุณกิตติ) ที่ปรึกษารัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และที่ปรึกษารัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย