พ.ศ. 2467 หลังจากจบการศึกษาระดับปริญญาโทแล้ว ได้เดินทางกลับประเทศไทย ได้รับการบรรจุราชการครั้งแรกเป็นอาจารย์ประจำกระทรวงธรรมการ โดยเข้ารับราชการครูที่โรงเรียนฝึกหัดครูประถมกสิกรรม อำเภอบางสะพานใหญ่ จังหวัดประจวบคีรีขันธ์  ในสมัยนั้นอาจารย์ทุกคนและนักเรียนต้องทำงานอย่างหนัก ช่วยกันพัฒนาสถานที่ ปลูกสร้างอาคารด้วยตนเอง เนื่องจากรัฐบาลไม่มีงบประมาณสนับสนุน

• 26 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2467 ได้รับยศ รองอำมาตย์เอก[2]

พ.ศ. 2469  โรงเรียนได้ย้ายที่ตั้งไปยังอำเภอทับกวาง จังหวัดสระบุรี  พระช่วงเกษตรศิลปการได้ย้ายการทำงานไปยังที่ตั้งใหม่ และไปเริ่มต้นบุกเบิกใหม่ ทำงานหนัก ทั้งสอนหนังสือและงานภาคสนาม  ในปีเดียวกัน ท่านได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์เป็น หลวงช่วงเกษตรศิลปการ ขณะที่มีอายุเพียง 27 ปี

พ.ศ. 2470 ท่านได้ริเริ่มจัดทำหนังสือพิมพ์กสิกร ฉบับปฐมฤกษ์ออกจำหน่ายเมื่อวันที่ 1 เมษายน พ.ศ. 2470 โดยมีหม่อมเจ้าสิทธิพร กฤดากร เป็นเจ้าของและบรรณาธิการ หนังสือเล่มนี้อยู่ยั่งยืนมาจนถึงปัจจุบัน

พ.ศ. 2471 เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านนโยบายการศึกษาของชาติครั้งใหญ่  ท่านได้ย้ายไปเป็นครูที่โรงเรียนมัธยมวัดเทพศิรินทร์ เป็นอาจารย์สอนวิชาวิทยาศาสตร์ระดับมัธยม และปีเดียวกันนี้ ท่านได้สมรสกับคุณสำอางค์ ไรวา สุภาพสตรีในตระกูลคหบดี

พ.ศ. 2472 ย้ายไปอยู่โรงเรียนวชิราวุธวิทยาลัย ดำรงตำแหน่งเป็นผู้กำกับคณะช่วงเกษตร และเป็นอาจารย์สอนวิชาวิทยาศาสตร์ระดับมัธยม

พ.ศ. 2473 กระทรวงกลาโหมได้ขอตัวท่านไปช่วยราชการ โดยดำรงตำแหน่งเป็นหัวหน้าแผนกเสบียงสัตว์ และผู้อำนวยการสอนวิชากสิกรรมแก่นายทหาร

• สอนวิชากสิกรรมแก่ทหารเกณฑ์ เพื่อเมื่อปลดประจำการณ์แล้ว ทางราชการจะให้ที่ทำกินแก่ทหารเหล่านั้นแถบชายแดน เพื่อทำการเกษตรและเป็นรั้วของชาติไปด้วย
• ช่วงที่ท่านดำรงตำแหน่งอยู่นี้ เจ้าแก้วนวรัฐ เจ้าผู้ครองนครเชียงใหม่องค์สุดท้ายขณะนั้น ได้มอบพื้นที่กองเสบียงสัตว์ต่างของท่านที่อำเภอแม่ริม จังหวัดเชียงใหม่ให้แก่กระทรวงกลาโหม

พ.ศ. 2475 ได้รับพระราชทานเลื่อนบรรดาศักดิ์เป็น พระช่วงเกษตรศิลปการ

พ.ศ. 2476 กระทรวงเกษตรพาณิชยการ ได้ขอตัวท่านจากกระทรวงกลาโหม โดยโอนมาสังกัดกรมตรวจกสิกรรม (กรมเกษตร) แล้วส่งท่านไปก่อตั้งสถานีทดลองกสิกรรมภาคเหนือ  ที่บ้านแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่  

พ.ศ. 2477 กระทรวงธรรมการ โดยเจ้าพระยาธรรมศักดิ์มนตรี ได้ตั้ง โรงเรียนฝึกหัดครูประถมกสิกรรมภาคเหนือ (ปปก.- ประกาศนียบัตรประถมกสิกรรม) ที่แม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ ได้ขอตัวคุณพระช่วงเกษตรศิลปการย้ายมาสังกัดกระทรวงธรรมการ  แต่งตั้งให้เป็นอาจารย์ใหญ่และหัวหน้าสถานีทดลองกสิกรรมภาคเหนือในเวลาเดียวกัน  ในเวลาต่อมาโรงเรียนฝึกหัดครูประถมกสิกรรมที่แม่โจ้ได้เปลี่ยนสถานะเป็น โรงเรียนฝึกหัดครูมัธยมวิสามัญเกษตรกรรมภาคเหนือ

พ.ศ. 2481 รัฐบาลมีนโยบายยุบโรงเรียนฝึกหัดครูมัธยมวิสามัญเกษตรกรรม พระช่วงเกษตรศิลปการได้ผลักดันให้รักษาโรงเรียนฝึกหัดครูมัธยมวิสามัญเกษตรกรรมภาคเหนือที่แม่โจ้ไว้ และจัดตั้งเป็นวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ขึ้น โดยดำรงตำแหน่ง ผู้อำนวยการวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และจัดตั้งกองวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ สังกัดกรมเกษตรและการประมง

พ.ศ. 2482 - 2492 ท่านได้รับการแต่งตั้งเป็น อธิบดีกรมเกษตรและการประมง  โดยในระหว่าง 10 ปี ท่านมีผลงาน ดังนี้

 พ.ศ. 2482 โดยการริเริ่มการก่อตั้งของ 3 บูรพาจารย์ คือ พระช่วงเกษตรศิลปการ หลวงสุวรรณวาจกกสิกิจ หลวงอิงคศรีกสิการ รวมทั้งบุคคลสำคัญอีกหลายท่าน เช่น ศาสตราจารย์จรัด สุนทรสิงห์ อาจารย์เริ่ม บูรณฤกษ์ อาจารย์กวี วิสุทธารมณ์ เป็นต้น ได้ร่วมกันจัดตั้งวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ขึ้นที่ทุ่งบางเขน โดยมีการเปลี่ยนแปลงวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จนมาเป็นมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ในปัจจุบัน โดยมีฐานะเป็น กองหนึ่งของกรมเกษตร  พระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์จึงเกิดขึ้น และมีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 2 กุมภาพันธ์พ.ศ. 2486

 พ.ศ. 2489 ในระหว่างที่ดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมเกษตรและการประมง เมื่อสงครามโลกครั้งที่ 2 สงบลง 1 ปี ท่านได้ร่วมคณะผู้แทนไทยไปประชุมองค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) ที่สหรัฐอเมริกา ในฐานะผู้สังเกตการณ์ หลังการประชุมได้แวะไปเยี่ยมสถานศึกษาเดิมคือ มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน ซึ่งทางมหาวิทยาลัยได้มอบประกาศนียบัตรนักเรียนเก่าดีเด่นให้แก่ท่าน และการเดินทางไปสหรัฐอเมริกาในครั้งนี้ ท่านได้นำวัคซีนป้องกันโรครินเดอร์เปสต์กลับมาประเทศไทยด้วย วัคซีนชนิดนี้ได้ช่วยป้องกันชีวิตสัตว์เลี้ยงของประเทศไทยในสมัยนั้นไว้ไม่น้อยเลย

พ.ศ. 2491 ในระหว่างที่ดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมเกษตรและการประมงนั้น ท่านได้ดำรงตำแหน่งเป็น นายกสภามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

พ.ศ. 2492 -2495 ได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่ง รัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตราธิการ (กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ในปัจจุบัน) สมัย จอมพล ป. พิบูลสงคราม เป็นนายกรัฐมนตรี[3] หลังจากที่ดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมเกษตรและการประมงได้ 10 ปี ท่านดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตราธิการนานประมาณ 3 ปี ท่านได้สร้างผลงานอันเป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติหลายประการด้วยกัน อาทิ

•  การออกพระราชบัญญัติควบคุมต้นสัก การสร้างป่าสงวนหลายแห่ง
•  ริเริ่มการปลูกป่าสนสามใบ บนภูเขาที่มีระดับความสูงโดยเริ่มทำการทดลองเพาะพันธุ์ต้นสนเมืองหนาวพันธุ์ต่างๆ ที่ดอยสุเทพ  
•  ทางแถบชายทะเล ริเริ่มการปลูกสนประดิพัทธ์ที่หาดแม่รำพึง จังหวัดระยอง และที่สวนสน หัวหิน จังหวัดประจวบคีรีขันธ์ เสาจากต้นสนประดิพัทธ์นำมาใช้ประโยชน์เป็นเสาโปะ ใช้จับปลาในอ่าวไทยในสมัยนั้น
•  ส่งเสริมให้เกษตรกรปลูกปอกระเจา ในเขตพื้นที่น้ำท่วมนา เพื่อใช้ทำกระสอบข้าวสาร สมัยก่อนต้องสั่งซื้อปอจากต่างประเทศ

 พ.ศ. 2485 เกิดน้ำท่วมใหญ่ที่กรุงเทพและภาคกลางทั้งหมด ทำให้พืชผักสวนครัวขาดแคลน ท่านได้แนะนำและส่งเสริมให้มีการปลูกถั่วงอก ในสมัยนั้นจอมพล ป.พิบูลสงคราม เป็นนายกรัฐมนตรี เมื่อน้ำท่วม จึงเป็นการเริ่มความนิยมการขายก๋วยเตี๋ยวเรือใส่ถั่วงอกและผักบุ้ง เพื่อให้ประชาชนได้รับอาหารครบหมู่

•  ดำเนินการสร้างเขื่อนเพชร ที่จังหวัดเพชรบุรี เป็นเขื่อนแรกของประเทศไทย ทำให้บริเวณรอบเขื่อนมีความอุดมสมบูรณ์  โดยเฉพาะที่อำเภอท่ายาง จังหวัดเพชรบุรี และสร้างเขื่อนเจ้าพระยาที่จังหวัดตาก เป็นเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้าแห่งแรกของประเทศไทย

•  จัดตั้งกรมประมง โดยแยกจากกรมเกษตรและการประมง ผลงาน คือ
  •  การนำปลาหมอเทศจากประเทศอินโดนีเซียมาเผยแพร่
  •  การทำแหล่งเพาะพันธุ์ปลาที่กว้านพะเยา ซึ่งเป็นต้นแบบในการเพาะเลี้ยงปลาน้ำจืดเพื่อการพาณิชย์ในปัจจุบัน

•  กรมเกษตร ผลงาน คือ
  •  ส่งเสริมการพัฒนาพันธุ์ข้าว และส่งเสริมการผลิตข้าวเป็นสินค้าออกที่สำคัญ
  •  ขยายพันธุ์ลิ้นจี่ที่ฝาง โดยใช้เมล็ดพันธ์จากเมืองจีนเป็นการริเริ่มปลูกลิ้นจี่ที่ภาคเหนือ สมัยก่อนมีพันธุ์พื้นเมืองที่อัมพวา และบางขุนเทียน
  •  ต่อยอดการปลูกมันสัมปะหลังนำมาใช้ประโยชน์เป็นอาหารสัตว์ แปรรูปเป็นแป้งมันสัมปะหลัง ซึ่งผลิตผลทั้งสองชนิดนี้เป็นสินค้าส่งออกของประเทศ
  • ก่อตั้งบริษัทฝ้ายไทย เพื่อตรึงราคาฝ้ายให้เกษตรกร
  • แนะนำให้ปลูก ถั่วเหลือง หลังปลูกข้าว หรือพืชไร่ เป็นการปรับดินให้มีปุ๋ยไนโตรเจนในดิน
  • ส่งเสริมการปลูกหอมหัวใหญ่ ปลูกพืชผักเมืองหนาวเช่นแครอท กะหล่ำปลี มะเขือเทศ บีทรูท เป็นต้น
  • ขยายพันธุ์ลำใยพันธุ์ดี
  •  ส่งเสริมการปลูกใบยาสูบ
    •  สมัยที่อยู่แม่โจ้ ได้สั่งซื้อเมล็ดพันธุ์ยาสูบเวอร์จิเนียซึ่งมีเม็ดเล็กมาก จากสหรัฐอเมริกา ใส่ซองจดหมายส่งมาทางไปรษณีย์
    •  คุณหญิงช่วงฯ ได้นำเมล็ดพันธุ์นี้มาผสมทรายละเอียดเกลี่ยเพื่อแบ่งเป็นส่วนๆนำไปเพาะในแปลงทดลองที่แม่โจ้ พบว่าขึ้นได้ดี จนศิษย์แม่โจ้รุ่นแรกๆเป็นเศรษฐียาสูบกันหลายคน
    •  ได้สร้างโรงบ่มยาสูบที่แม่โจ้เป็นต้นแบบแห่งแรกในประเทศไทย
    •  ระหว่างที่ท่านเป็นรัฐมนตรีเกษตรฯ ได้ขยายโรงงานยาสูบจากสะพานเหลือง ถนนพระราม 4 โดยจัดหาที่ดินของโรงงานยาสูบในปัจจุบัน ซึ่งพื้นที่บางส่วนได้ถูกแบ่งเป็น ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์

•  ดำรงตำแหน่ง นายกสภามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ผลงานในตำแหน่งนี้ อาทิเช่น

•  ได้ให้องค์การป่าไม้นำรายได้จากสัมปทานป่าแม่อิง มาใช้เพื่อพัฒนามหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
•  สนับสนุนให้มีทีมรักบี้ โดยจ้างครูต่างประเทศมาฝึกสอน ทำให้ทีมรักบี้เกษตรศาสตร์ได้รางวัลชนะเลิศหลายครั้งจนมีชื่อเสียงมาก
•  กำหนดให้วันที่ 2 กุมภาพันธ์ เป็นวันเกษตรแห่งชาติ มีการประกวดพืชผล เช่นข้าวสายพันธุ์ปิ่นแก้วของเพชรบุรี ได้รางวัลชนะเลิศ ในปีแรก ทำให้มีการพัฒนาปรับปรุงพันธุ์ข้าวสายพันธ์ต่างๆ และยังมีการประกวดพืชพรรณอื่นๆ ได้แก่ ข้าวโพด ผักสวนครัวต่างๆ เป็นต้น ซึ่งกิจกรรมนี้ได้สืบทอดต่อมาจนถึงปัจจุบัน

•  ท่านเป็นผู้มีคุณธรรม รักความซื่อสัตย์ ยุติธรรม อย่างยิ่งและจะไม่ยอมกระทำการใดๆ เพื่อผลประโยชน์ส่วนตัวเด็ดขาด พ.ศ. 2495 เกิดการเปลี่ยนแปลงรัฐบาลใหม่ เมื่อท่านพ้นจากการเป็นรัฐมนตรี ได้รับการแต่งตั้งเป็น กรรมการผู้จัดการธนาคารเกษตร (ธนาคารกรุงไทยในปัจจุบัน)

พ.ศ. 2483 ดำรงตำแหน่ง ผู้อำนวยการวิทยาลัยการค้า สมาคมพ่อค้าไทย ปัจจุบันคือ

มหาวิทยาลัยหอการค้า

พ.ศ. 2499 - 2502 ได้รับแต่งตั้งเป็น ทูตวัฒนธรรม และผู้ดูแลนักเรียนไทย ในสหรัฐอเมริกา

พ.ศ. 2503 - 2504 ครบเกษียณอายุราชการ จึงได้เดินทางกลับประเทศไทย เป็นข้าราชการบำนาญ  ได้ดำรงตำแหน่ง ผู้อำนวยการ ไร่เอสอาร์ ที่อำเภอบางละมุง จังหวัดชลบุรี ผลงานในช่วงที่ดูแลไร่เอสอาร์ ได้แก่

•  ควบคุมการปลูกมันสัมปะหลัง และผลิตแป้งมันสัมปะหลังส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา โดยมี   มรว.เทพฤทธิ์ เทวกุล ซึ่งเป็นวิศวกร เป็นผู้จัดการโรงงาน
•  มีการเลี้ยงโคนมพันธุ์บรามัน  
  •  มีการปลูกหญ้าขน ซึ่งมีแร่ธาตุซีเลเนี่ยมสูง ทำให้วัวแข็งแรงไม่ป่วยง่าย
  •  ได้มีโอกาสรับเสด็จ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช และสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนารถ คราวเสด็จเยี่ยมไร่เอสอาร์ ได้ทูลเกล้าถวายโคนมพันธุ์บรามัน ซึ่งโปรดให้เลี้ยง ที่วังสวนจิตรลดา ซึ่งเป็นช่วงการเริ่มต้นโครงการนมของสวนจิตรลดา

พ.ศ. 2518 - 2522 ภายหลังจากเกษียณอายุราชการ ได้รับพระมหากรุณาโปรดเกล้าให้ดำรงตำแหน่ง นายกสภาสถาบันเทคโนโลยีการเกษตรแม่โจ้ เป็นตำแหน่งสุดท้ายของการทำงาน เคยมีศิษย์ของท่านตั้ง

พรรคการเมืองพรรคสัมมาชีพ-ช่วยชาวนา แต่ท่านมิได้เคยเข้าร่วมพรรคการเมืองนี้ หรือพรรคการเมืองใดทั้งสิ้นท่านใช้ชีวิตบั้นปลายกับครอบครัวที่รัก และลูกหลานอยู่กันพร้อมหน้าอย่างอบอุ่น

• ได้เล่นดนตรีไทยกับเพื่อนนักดนตรีไทยอย่างสนุกสนาน ตั้งชื่อวงว่า วงหนุ่มน้อย เพื่อนนักดนตรีไทย อาทิ พระยามไหศวรรย์ เป็นต้น โดยนัดพบกันอาทิตย์ละครั้งสองครั้ง ณ บ้านไทยของท่านที่ ถนนลาดหญ้า
• ในวันที่ 20 กรกฎาคมของทุกปี ซึ่งเป็นวันเกิดของท่าน จะมีลูกศิษย์ที่รักและเคารพมาเยี่ยมท่านมิได้ขาด
• หลังจากที่ท่านล่วงลับไปแล้ว ศิษย์แม่โจ้ยังมีการนัดสังสรรกันทุกวันที่ 20 ของทุกๆเดือน ที่ภัตตาคารพงหลี ซึ่งประเพณีนี้ยังคงจัดอยู่จนทุกวันนี้แม้ท่านจะจากเราไปแล้ว

พระช่วงเกษตรศิลปการ เสียชีวิตเมื่อวันที่ 10 มกราคม พ.ศ. 2531 สิริอายุได้ 88 ปี

รวมระยะเวลาในการรับราชการ รับใช้บ้านเมืองตั้งแต่เริ่มเป็นครูสอนในโรงเรียนสวนกุหลาบ พ.ศ. 2459 จนถึงตำแหน่งสุดท้าย คือ ทูตวัฒนธรรม และผู้ดูแลนักเรียนไทยในสหรัฐอเมริกา จนเกษียณอายุราชการใน พ.ศ. 2502 เป็นเวลา 43 ปี  ด้วยคุณงามความดีของคุณพระช่วงเกษตรศิลปการที่มีต่อมหาวิทยาลัยแม่โจ้ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และวงการเกษตรของประเทศไทย ท่านได้รับพระราชทานปริญญาดุษฎีบัณฑิต (กิตติมศักดิ์) จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และมหาวิทยาลัยแม่โจ้ และบรรดาศิษย์รุ่นหลังๆได้สร้าง อนุสาวรีย์รูปเหมือนของคุณพระช่วงเกษตรศิลปการเพื่อเป็นเกียรติประวัติ และเป็นที่สักการบูชาของชนชาวไทยต่อไป ณ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ และ ณ มหาวิทยาลัย เกษตรศาสตร์ บางเขน อนุสาวรีย์รูปเหมือนของพระช่วงเกษตรศิลปการ เคียงคู่กับอนุสาวรีย์ของ หลวงสุวรรณวาจกกสิกิจ และ หลวงอิงคศรีกสิการ เป็นอนุสาวรีย์ 3 บูรพาจารย์ ซึ่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้จัดให้มีการวางพวงมาลา เพื่อระลึกถึงพระคุณของท่านทั้งสามในวันที่  2 กุมภาพันธ์ อันเป็นวันสถาปนามหาวิทยาลัยทุกปี มาจวบจนกระทั่งทุกวันนี้