ปิยสวัสดิ์ เริ่มรับราชการเมื่อวันที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2523 ในตำแหน่งเจ้าหน้าที่วิเคราะห์นโยบายและแผน ระดับ 4 กองวางแผนเศรษฐกิจและสังคม สำนักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ จนได้รับตำแหน่งผู้อำนวยการกองวิเคราะห์และประมาณการเศรษฐกิจ เมื่อ 27 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2535 และได้โอนมารับตำแหน่งเป็น รองเลขาธิการสำนักงานคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ ในปีเดียวกัน นายปิยสวัสดิ์ ได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่ง เลขาธิการสำนักงานคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ เมื่อวันที่ 29 มีนาคม พ.ศ. 2537 และอยู่ในตำแหน่งรวม 6 ปี ก่อนจะย้ายไปดำรงตำแหน่งผู้ตรวจราชการสำนักนายกรัฐมนตรี เมื่อ 27 พฤษภาคม พ.ศ. 2543 และตำแหน่งอธิบดีกรมประชาสัมพันธ์ เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2543[5]

ดร.ปิยสวัสดิ์ มีแนวคิดเห็นด้วยกับการเปิดเสรีด้านพลังงาน และการแปรรูปรัฐวิสาหกิจ[ต้องการอ้างอิง] ด้วยความขัดแย้งกับนายแพทย์พรหมินทร์ เลิศสุริย์เดช รัฐมนตรีกำกับดูแลด้านพลังงานในรัฐบาล พ.ต.ท. ทักษิณ ชินวัตร เรื่องโครงสร้างค่าไฟฟ้า และนโยบายการแปรรูปปตท. และกฟผ. จึงลาออกจากราชการเมื่อ พ.ศ. 2545 เพื่อไปดำรงตำแหน่งประธานกรรมการบริษัทหลักทรัพย์กสิกรไทย

งานการเมือง

ปิยสวัสดิ์ ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงาน ในรัฐบาลพลเอกสุรยุทธ์ จุลานนท์ หลังการรัฐประหาร พ.ศ. 2549 ในการปฏิบัติหน้าที่รัฐมนตรีครั้งนั้น ดร.ปิยสวัสดิ์ ได้ยกเลิกแผนการนำเข้าพลังงานไฟฟ้าและก๊าซธรรมชาติจากประเทศพม่า[6]

หลังการรัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2557 ได้รับการแต่งตั้งเป็นกรรมการในคณะกรรมการปฏิรูปประเทศด้านพลังงาน [7]ในรัฐบาล พลเอก ประยุทธ์ จันทร์โอชา

ผู้บริหารการบินไทย

พ.ศ. 2552 ปิยสวัสดิ์ ได้ลาออกจากบริษัทหลักทรัพย์กสิกรไทย เพื่อสมัครคัดเลือกเป็นกรรมการผู้อำนวยการใหญ่ บริษัทการบินไทย จำกัด (มหาชน) จนกระทั่งได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่ง เมื่อวันที่ 18 มิถุนายน พ.ศ. 2552 นับเป็นกรรมการผู้อำนวยการใหญ่ บริษัทการบินไทยคนที่ 15 [8]ของการบินไทย ซึ่งช่วงเวลาที่เขาเข้ามาบริหารการบินไทยนั้น เป็นช่วงเวลาที่การบินไทยกำลังเผชิญกับภาวะขาดทุนสะสม และมีสถานะทางการเงินที่ลำบาก ดร.ปิยสวัสดิ์ จึงได้ดำเนินนโยบายลดค่าใช้จ่าย ปรับลดเงินเดือนพนักงาน ปลดพนักงาน ตัดงบประมาณส่วนที่ไม่จำเป็นของบริษัทออกอย่างมหาศาล และปรับปรุงภาพลักษณ์ของบริษัทให้ดีขึ้น จนทำให้ในปี พ.ศ. 2552 การบินไทยสามารถทำกำไรได้เป็นครั้งแรกในรอบหลายปี และทำกำไรเพิ่มขึ้นในปีต่อมา จนกระทั่ง ปี พ.ศ. 2554 การบินไทยได้รับการจัดอันดับจากสกายแทรกซ์ ให้เป็นสายการบินอันดับ 5 ของโลก ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่การบินไทยติด 1 ใน 5 สายการบินที่ดีที่สุด แม้ว่าจะช่วยทำให้สถานะของการบินไทยดีขึ้น แต่นโยบายของเขาก็สร้างความไม่พอใจให้กับพนักงานการบินไทยจำนวนมาก

พ.ศ. 2555 วันที่ 21 พฤษภาคม คณะกรรมการบริหารบริษัทการบินไทย จำกัด (มหาชน) ที่มีนายอำพน กิตติอำพน เลขาธิการคณะรัฐมนตรีเป็นประธานกรรมการฯ ได้มีมติเลิกจ้างดร. ปิยสวัสดิ์ จากการเป็นกรรมการผู้อำนวยการใหญ่การบินไทย โดยอ้างเหตุผลว่า ดร. ปิยสวัสดิ์มีปัญหาเรื่องการสื่อสารและกับคณะกรรมการบริษัทฯ จากเหตุการณ์นี้กลายเป็นประเด็นร้อนขึ้นมาในทันทีจากวงสังคม ถึงเหตุผลในการปลด ดร. ปิยสวัสดิ์ เพราะเหตุผลของคณะกรรมการบริษัทนั้นไม่มีความชัดเจนพอ และมีการตั้งข้อสงสัยว่าอาจจะมีเรื่องของผลประโยชน์และการเมืองเข้ามาเกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตามจากการเลิกจ้างครั้งนี้ การบินไทยต้องจ่ายค่าชดเชยให้กับ ดร. ปิยสวัสดิ์ เป็นจำนวนเงินกว่า 5.4 ล้านบาท ต่อมาวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2555 ดร. ปิยสวัสดิ์ อัมระนันท์ ได้ลาออกจากตำแหน่งกรรมการผู้จัดการใหญ่การบินไทย[9]

พ.ศ. 2563 วันที่ 25 พฤษภาคม คณะกรรมการบริษัทการบินไทยฯ ได้มีการประชุมครั้งพิเศษ 10-1/2563 ซึ่งในการประชุมดังกล่าว คณะกรรมการบริษัทฯ ได้มีมติแต่งตั้งให้นายปิยสวัสดิ์ กลับมาดำรงตำแหน่งกรรมการบริษัทฯ อีกครั้ง[10]