ดร.พรรณสิริ กุลนาถศิริ เริ่มรับราชการครู ในปี พ.ศ. 2523 ในตำแหน่ง อาจารย์ 1 ระดับ 3 โรงเรียนสุโขทัยวิทยาคม สังกัดกรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ตำแหน่งสุดท้ายหลังจากเกษียณอายุราชการก่อนกำหนด ในปี พ.ศ. 2552 คือ รองผู้อำนวยการโรงเรียนอุดมดรุณี จังหวัดสุโขทัย[1]

งานการเมือง

ต่อมาภายหลังจากที่นายมานิต นพอมรบดี ลาออกจากตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงสาธารณสุข ได้มีกระแสข่าวในการแต่งตั้งบุคคลเป็นรัฐมนตรีแทนตำแหน่งที่ว่างหลายคน อาทิ ประศาสตร์ ทองปากน้ำ อุดมลักษณ์ เพ็งนรพัฒน์ แต่สุดท้ายเพื่อเป็นทางออกของปัญหาภายในพรรคภูมิใจไทย จึงมีมติเสนอชื่อ ดร.พรรณสิริ กุลนาถศิริ ดำรงตำแหน่งนี้แทน[2] ตั้งแต่วันที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2553[3] แต่จากการสำรวจของสำนักวิจัยเอแบคโพล ในปี พ.ศ. 2553 กลับพบว่า ดร.พรรณสิริ ยังเป็นรัฐมนตรีที่ประชาชนไม่รู้จัก ในอันดับที่ 3 (ร้อยละ 40.1)[4] ต่อมาในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2554 ได้ลาออกจากตำแหน่งรัฐมนตรี (ในขณะรักษาการ) เพื่อลงสมัครรับเลือกตั้งนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดสุโขทัย[5] และได้รับเลือกตั้งเป็นนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดสุโขทัยในการเลือกตั้งครั้งดังกล่าว