ประวัฒน์ อุตโมช เคยเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดจันทบุรี หลายสมัย ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรครั้งแรกในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2529 สังกัดพรรคประชาธิปัตย์ ต่อมาได้ย้ายมาสังกัดพรรคประชากรไทย และได้รับเลือกตั้งอีก 2 สมัย คือในปี พ.ศ. 2531 และ พ.ศ. 2535(1) ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2535 (ครั้งที่ 2) จึงได้ย้ายมาสังกัดพรรคชาติพัฒนา ของพลเอกชาติชาย ชุณหะวัณ (รองหัวหน้าพรรคชาติพัฒนา) ได้รับเลือกตั้งในนามพรรคชาติพัฒนา 3 สมัย

เขายังเป็นสมาชิก ส.ส.กลุ่ม 16[6] อีกด้วย

ต่อมาในปี พ.ศ. 2544 ย้ายมาลงสมัครในสังกัดพรรคไทยรักไทย แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง โดยแพ้ให้กับนางคมคาย พลบุตร กระทั่งในปี พ.ศ. 2554 ได้ลงสมัครรับเลือกตั้งในสังกัดพรรคเพื่อไทย (แบบบัญชีรายชื่อ)[7] และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร (ลำดับสุดท้ายของบัญชีพรรคเพื่อไทย)

ประวัฒน์ อุตตะโมช เคยได้รับการแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ในรัฐบาลของพลเอกชวลิต ยงใจยุทธ ซึ่งมีนายชูชีพ หาญสวัสดิ์ เป็นรัฐมนตรีว่าการฯ[8]

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย ลำดับที่ 78[9]

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 เขาได้ลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคไทยรักษาชาติ ลำดับที่ 27 แต่พรรคไทยรักษาชาติ ถูกศาลรัฐธรรมนูญตัดสินยุบพรรคก่อนวันเลือกตั้ง[10]