พงศ์พัฒน์เคยเป็นสารวัตรสถานีตำรวจนครบาลท่าพระ, สารวัตรใหญ่สถานีตำรวจนครบาลยานนาวา, รองผู้กำกับการหัวหน้าสถานีตำรวจนครบาลบางขุนนนท์ ผู้กำกับการ 1 กองบังคับการปราบปราม, ผู้กำกับการ 2 กองบังคับการปราบปราม, ผู้กำกับการปฏิบัติการพิเศษ กองบังคับการปราบปราม, รองผู้บังคับการปราบปราม รักษาราชการแทนผู้บังคับการปราบปราม, ผู้บังคับการปราบปราม และดำรงตำแหน่ง รองผู้บัญชาการตำรวจสอบสวนกลาง

ได้ชื่อว่าเป็นนายตำรวจมือปราบและมือสอบสวนคนหนึ่งที่มีผลงานต่าง ๆ มากมาย ทั้งคดียาเสพติดและคดีการฉ้อโกงข้ามชาติ และในขณะดำรงตำแหน่งผู้กำกับการ 2 กองปราบปราม ได้จัดตั้ง "หน่วยวิเคราะห์พฤติกรรมศาสตร์" โดยการนำหลักวิชาการมาใช้ในการสืบสวน เพื่อรองรับเทคนิคการสืบสวนสมัยใหม่ ซึ่งจะทำให้การสืบสวนเที่ยงตรง แม่นยำขึ้นและสามารถค้นหาความจริงในคดีต่าง ๆ ได้มาก ซึ่งเป็นหน่วยวิเคราะห์พฤติกรรมศาสตร์ที่ตั้งขึ้นในวงการตำรวจแห่งแรกของทวีปเอเชีย[ต้องการอ้างอิง]

ปี 2539 พันตำรวจโทพงศ์พัฒน์ ขณะยังเป็นรอง ผกก.หน.สน.บางขุนนนท์ ได้ริเริ่มนำ "ตำรวจผู้รับใช้ชุมชน" ตามทฤษฎีการรักษาความสงบเรียบร้อยชุมชน (community policing) ซึ่งเป็นทฤษฎี/หลักการทำงานของตำรวจที่ใช้ได้ผลจริงในสหรัฐอเมริกาในการลดปัญหาอาชญากรรมในชุมชน มาทดลองใช้อย่างเป็นรูปธรรมครั้งแรกในประเทศไทย[ต้องการอ้างอิง]

ได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้บัญชาการตำรวจสอบสวนกลางในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2553 หลังรับตำแหน่ง โครงการตำรวจผู้รับใช้ชุมชนแพร่หลายอีกครั้งแก่ตำรวจในสังกัดอย่างมาก เช่น ชุมชนทัพพระยา อำเภอบางละมุง จังหวัดชลบุรี[6], ชุมชนบ้านหัวทาง ตำบลพิมาน อำเภอเมืองสตูล จังหวัดสตูล[7][8] ชุมชนบ้านคลองบอน คลองดง ตำบลคอนสาร อำเภอคอนสาร จังหวัดชัยภูมิ ตามโครงการคืนชุมชนสีขาวให้สังคมโดยตำรวจทางหลวง (ส.ทล.6 กก.6 บก.ทล. (ชัยภูมิ))[9] เป็นต้น และได้ริเริ่มโครงการต่างๆ มากมายเพื่อพัฒนาบุคลากรและองค์กร เช่น บช.ก.โกอินเตอร์[10],ร.ร.ตำรวจนอกเวลา [11], 5ทฤษฎี1หลักการ ลดหวาดระแวงของประชาชน [12], MOUทางการศึกษากับนิด้า [13] เป็นต้น

พงศ์พัฒน์ยังถือว่าเป็นนักวิชาการด้านอาชญาวิทยาและนิติศาสตร์ด้วย เป็นอาจารย์บรรยายพิเศษให้นักศึกษาระดับปริญญาเอก คณะสังคมศาสตร์และมนุษยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล, นักศึกษาระดับปริญญาเอก มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต ทั้งเคยเขียนหนังสือวิชาการตำรวจแผนใหม่หลายเล่ม อาทิ ความรู้เบื้องต้นการเฝ้าสังเกตการณ์ และการสะกดรอยติดตาม (พ.ศ. 2536), ความรู้เบื้องต้นการสืบสวนอาชญากรรม (พ.ศ. 2537) และวิธีปฏิบัติภาคสนามสำหรับเจ้าหน้าที่ตำรวจเมื่อรับแจ้งเหตุอาชญากรรม (พ.ศ. 2539) เป็นต้น[14]