ดร.ปิยะบุตร ชลวิจารณ์ เริ่มทำงานเป็นอาจารย์ประจำโรงเรียนนายร้อยพระจุลจอมเกล้า ในปี พ.ศ. 2517 ต่อมาได้เข้าทำงานที่ธนาคารสหธนาคาร(ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นธนาคารไทยธนาคาร และปัจจุบันใช้ชื่อว่า ธนาคารซีไอเอ็มบี ไทย)จนได้รับตำแหน่งกรรมการผู้จัดการใหญ่ ในระหว่างปี พ.ศ. 2528 - พ.ศ. 2540 นอกจากนั้นยังเป็นกรรมการบริษัทอีกหลายแห่ง อาทิ บริษัท เครือข่ายธนไทย จำกัด บริษัท เงินทุนหลักทรัพย์สหธนกิจไทย จำกัด บริษัท วชิระธนสินประกันภัย จำกัด เป็นต้น

ต่อมาในปี พ.ศ. 2545 ได้รับหน้าที่เป็นประธานกรรมการบริษัท ธนสถาปนา จำกัด และบริษัท หลักทรัพย์จัดการเงินร่วมลงทุน บีวีพี จำกัด

งานการเมือง

ดร.ปิยะบุตร ชลวิจารณ์ เคยเป็นสมาชิกวุฒิสภา ในปี พ.ศ. 2532 - พ.ศ. 2533 และ พ.ศ. 2539[1] - พ.ศ. 2543 ต่อมาในปี พ.ศ. 2546 ปิยะบุตร ชลวิจารณ์ ได้รับตำแหน่งผู้ช่วยรัฐมนตรีประจำกระทรวงพาณิชย์ และผู้ช่วยรัฐมนตรีประจำกระทรวงศึกษาธิการ (พ.ศ. 2546 - พ.ศ. 2549) ในรัฐบาลของ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร

ต่อมาในปี พ.ศ. 2549 ได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงอุตสาหกรรม ในรัฐบาลของพลเอกสุรยุทธ์ จุลานนท์[2]