ก่อนเข้าสู่วงการเมือง ผ่องศรี ธาราภูมิ รับราชการครูสังกัดกรมสามัญศึกษา จังหวัดลพบุรี ได้รับรางวัลครูดีเด่นหลายครั้งก่อนจะลาออกจากราชการเมื่อ พ.ศ. 2539 เพื่อทำงานการเมืองกับพรรคประชาธิปัตย์ ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดลพบุรี พ.ศ. 2550 ต่อมาในการเลือกตั้ง ปี พ.ศ. 2554 ผ่องศรีพ่ายให้กับพิชัย เกียรติวินัยสกุลจากพรรคเพื่อไทย[1]

เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2554 ในการประชุมใหญ่วิสามัญเพื่อเลือกตั้งกรรมการบริหารพรรคชุดใหม่ของพรรคประชาธิปัตย์ ผ่องศรี ธาราภูมิได้รับเลือกตั้งให้ดำรงตำแหน่งกรรมการบริหารพรรค[2][3] ต่อมาในปลายปี พ.ศ. 2556 เธอได้รับเลือกจากที่ประชุมใหญ่ของพรรค ให้ดำรงตำแหน่งนายทะเบียนพรรคประชาธิปัตย์