อดีตเป็นสมาชิกสภาองค์การบริหารส่วนจังหวัด เขตอำเภอเมืองยโสธร

พ.ศ. 2554 ลาออกมาลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในปี พ.ศ. 2554 สังกัดพรรคเพื่อไทย และได้รับการเลือกตั้งเป็นครั้งแรก โดยเอาชนะนางสาวณิรัฐกานต์ ศรีลาภ อดีต ส.ส. จากพรรคประชาธิปัตย์

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

ปิยวัฒน พันธ์สายเชื้อ ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 2 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 จังหวัดยโสธร สังกัดพรรคเพื่อไทย
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 จังหวัดยโสธร สังกัดพรรคเพื่อไทย