ร้อยโท ปรีชาพล พงษ์พานิช รับราชการทหารติดยศร้อยตรี ประจำสำนักงบประมาณ กระทรวงกลาโหม และได้ย้ายมาช่วยราชการกระทรวงมหาดไทย เมื่อครั้งที่บิดา ได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย[1] ต่อมาในปี พ.ศ. 2550 ได้ลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดขอนแก่น เขต 2 สังกัดพรรคพลังประชาชน โดยการสนับสนุนของนายเสริมศักดิ์ พงษ์พานิช และนางระเบียบรัตน์ พงษ์พานิช[2] จนได้รับการเลือกตั้งเป็น ส.ส. ที่มีอายุเพียง 27 ปี ซึ่งนับว่าเป็น ส.ส.ชายที่มีอายุน้อยที่สุด

ในการพิจารณาร่างพระราชบัญญัติงบประมาณรายจ่ายประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2554 ร้อยโท ปรีชาพล พงษ์พานิช เป็นสมาชิกคนหนึ่งที่อภิปรายการจัดสรรงบประมาณที่ผิดปกติของกระทรวงกลาโหม โดยเฉพาะการจัดซื้อรถหุ้มเกราะล้อยางจากยูเครน และร้อยโท ปรีชาพล ได้กล่าวว่าไม่นานนี้คงได้เห็นแก๊งออฟกลาโหมขึ้นศาลแน่นอน[3]

ในปี พ.ศ. 2553 ตุลาการศาลรัฐธรรมนูญได้วินิจฉัยให้ ส.ส. 6 คน พ้นสมาชิกภาพ กรณีถือครองหุ้นในธุรกิจสื่อ และบริษัทที่เป็นคู่สัมปทานของรัฐ ซึ่งปรีชาพล พงษ์พานิช เป็นหนึ่งใน ส.ส. ที่ถูกตัดสิทธิ์[4] แต่ก็สามารถกลับเข้ามาเป็น ส.ส.ได้อีกครั้งในการเลือกตั้งซ่อมฯ

ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดขอนแก่น และได้รับแต่งตั้งเป็นประธานคณะกรรมาธิการการสื่อสารและโทรคมนาคม ของสภาผู้แทนราษฎร

ในปี พ.ศ. 2561 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นหัวหน้าพรรคไทยรักษาชาติ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 คือ การยื่นพระนามทูลกระหม่อมหญิงอุบลรัตนฯ มหิดล เป็นผู้ที่จะเสนอเป็นนายกรัฐมนตรีในนามของพรรคฯ[5][6] ต่อมาในวันพฤหัสบดีที่ 7 มีนาคม พ.ศ. 2562 ตุลาการศาลรัฐธรรมนูญมีมติเป็นเอกฉันท์ให้ยุบพรรคไทยรักษาชาติพร้อมตัดสิทธิ์กรรมการบริหารพรรคห้ามลงสมัครรับเลือกตั้ง จดทะเบียนจัดตั้งพรรคใหม่ หรือเป็นกรรมการบริหารพรรคการเมืองเป็นเวลา 10 ปี [7]