พรทิพย์ โรจนสุนันท์ เคยรับราชการในตำแหน่งนายแพทย์ระดับสี่ ประจำโรงพยาบาลพุทธชินราช จังหวัดพิษณุโลก ในปี พ.ศ. 2523 ต่อมาในปี พ.ศ. 2533 จึงย้ายมาเป็นอาจารย์และหัวหน้าหน่วยนิติเวชศาสตร์และหน่วยตรวจศพ ภาควิชาพยาธิวิทยา คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล ในระหว่างนั้นยังได้ดำรงตำแหน่งกรรมการสภาคณาอาจารย์มหาวิทยาลัยมหิดล พ.ศ. 2541 และตำแหน่งประธานสภาอาจารย์รามาธิบดี พ.ศ. 2541-พ.ศ. 2542 อีกด้วย

ต่อมาในปี พ.ศ. 2544 ได้โอนมาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการกองการแพทย์ สถาบันพินิจคุ้มครองเด็กและเยาวชนกลาง จังหวัดนนทบุรีและโฆษกกระทรวงยุติธรรม ในปี พ.ศ. 2546 ดำรงตำแหน่งรองผู้อำนวยการสถาบันนิติวิทยาศาสตร์ กระทรวงยุติธรรม และในปี พ.ศ. 2548 ได้รับการแต่งตั้งให้รักษาการผู้อำนวยการสถาบันนิติวิทยาศาสตร์ กระทรวงยุติธรรม กระทั่งในปี พ.ศ. 2551 ได้รับการโปรดเกล้าฯแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถาบันนิติวิทยาศาสตร์ (นักบริหารระดับสูง)และในวันที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2553 ได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งกรรมการ ศูนย์อำนวยการแก้ไขสถานการณ์ฉุกเฉิน[7]ในวันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 ได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ตรวจราชการกระทรวงยุติธรรมและที่ปรึกษาคณะกรรมการขับเคลื่อนนโยบายและยุทธศาสตร์การแก้ไขปัญหาจังหวัดชายแดนภาคใต้[8]

ประวัติการทำงาน (โดยย่อ) 

• พ.ศ. 2534 อาจารย์แพทย์ประจำ ภาควิชาพยาธิวิทยา คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี มหาวิทยาลัยมหิดล
• พ.ศ. 2541 ประธานสภาอาจารย์รามาธิบดี
• พ.ศ. 2542 กรรมการแพทยสภา วาระปี 2542 – 2544
• พ.ศ. 2546 รองผู้อำนวยการ สถาบันนิติวิทยาศาสตร์ กระทรวงยุติธรรม
• พ.ศ. 2548 รักษาการผู้อำนวยการ สถาบันนิติวิทยาศาสตร์ กระทรวงยุติธรรม
• พ.ศ. 2551 ผู้อำนวยการ สถาบันนิติวิทยาศาสตร์ กระทรวงยุติธรรม
• พ.ศ. 2556 ผู้ตรวจราชการกระทรวงยุติธรรม และที่ปรึกษาคณะกรรมการขับเคลื่อนนโยบายและยุทธศาสตร์การแก้ไขปัญหาจังหวัดชายแดนภาคใต้

 ตำแหน่งทางวิชาการ (โดยย่อ)

• อาจารย์พิเศษ หลักสูตรอัยการและผู้พิพากษา
• อาจารย์แพทย์พิเศษ ภาควิชานิติเวชศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร
• อาจารย์พิเศษ ระดับบัณฑิตศึกษา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์