พงษ์อุดม ได้รับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรครั้งแรก ใน เดือนกันยายน พ.ศ. 2535 สังกัดพรรคกิจสังคม และได้รับเลือกติดต่อกันจนถึง พ.ศ. 2539 รวม 3 สมัย

พ.ศ. 2544 พงษ์อุดม ลงสมัครรับเลือกตั้งในพื้นที่เขต 5 จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ก่อนที่จะไม่ได้รับเลือกตั้ง โดยพ่ายแพ้ให้กับ นายบุญพันธ์ แขวัฒนะ จากพรรคไทยรักไทย

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

พงษ์อุดม ตรีสุขี ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 3 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป กันยายน พ.ศ. 2535 จังหวัดพระนครศรีอยุธยา สังกัดพรรคกิจสังคม
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2538 จังหวัดพระนครศรีอยุธยา สังกัดพรรคกิจสังคม
3. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2539 จังหวัดพระนครศรีอยุธยา สังกัดพรรคชาติพัฒนา (พ.ศ. 2535)