ประทวน สุทธิอำนวยเดช เคยรับราชการครูในสังกัดโรงเรียนโยธินบูรณะ กรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ต่อมาเปลี่ยนสายงานมาเป็นวิศวกร ในสังกัดกรมโรงงาน กระทรวงอุตสาหกรรม และกรมชลประทาน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ จนกระทั่งได้รับแต่งตั้งเป็นหัวหน้าส่วนราชการประจำจังหวัด ในตำแหน่งอุตสาหกรรมจังหวัดถึง 7 จังหวัด ได้แก่ สมุทรปราการ ปทุมธานี สุพรรณบุรี สิงห์บุรี อุทัยธานี ชัยภูมิ และลพบุรี

ต่อมาเข้าสู่งานการเมืองโดยการลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาจังหวัดลพบุรี ในปี 2557[3] และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภา หลังจากนั้นได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกสภาปฏิรูปแห่งชาติ (สปช.) และลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดลพบุรี ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562[4] และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรสมัยแรก ในสังกัดพรรคพลังประชารัฐ

ประทวน สุทธิอำนวยเดช ได้รับแต่งตั้งเป็นประธานคณะกรรมาธิการวิสามัญพิจารณาศึกษาแก้ไขปัญหาการออกประทานบัตรเหมืองแร่และผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ ในสภาผู้แทนราษฎรไทย ชุดที่ 25[5]