พระยาเทพหัสดิน เคยดำรงตำแหน่งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรประเภทที่ 1 จังหวัดพระนคร (ส.ส.พระนคร) จากการเลือกตั้งเมื่อปี พ.ศ. 2476 ซึ่งถือว่าเป็นการเลือกตั้งครั้งแรกด้วย[5][6] และมีตำแหน่งเป็นรองประธานสภาผู้แทนราษฎร

ต่อมาในบั้นปลายชีวิต ได้รับพระราชทานยศสูงสุดเป็น พลเอก (พล.อ.)[7] และได้ดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม[8] ในรัฐบาลจอมพล ป. พิบูลสงคราม เมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน พ.ศ. 2491 ซึ่งกลับมารับตำแหน่งนายกรัฐมนตรีอีกครั้งหลังจากรัฐประหารเมื่อปี พ.ศ. 2490 และรัฐประหาร พ.ศ. 2491 ซึ่งก่อนหน้าการรัฐประหาร พ.ศ. 2491 ไม่นาน พระยาเทพหัสดินก็เป็นหนึ่งในผู้ที่สนับสนุนให้ จอมพล ป. กลับมาดำรงตำแหน่งนายกรัฐมนตรีอีกครั้ง[9]