ดร.พินิจ จันทรสุรินทร์ ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดลำปางครั้งแรกในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2518 สังกัดพรรคธรรมสังคม แต่ในสมัยต่อมา พ.ศ. 2519 สอบตก และได้รับเลือกกลับเข้ามาในสภาผู้แทนราษฎรอีกครั้ง ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2522 สังกัดพรรคชาติประชาชน และย้ายมาสังกัดพรรคกิจสังคม ในปี พ.ศ. 2526 นายพินิจได้รับเลือกตั้งทุกสมัย ตั้งแต่การเลือกตั้ง พ.ศ. 2522 จนถึงปี พ.ศ. 2548 ไม่เคยสอบตกเลย

ในปี พ.ศ. 2523 เขาและคณะรวม 42 คน ยื่นคำร้องต่อคณะตุลาการรัฐธรรมนูญ ขอให้วินิจฉัยว่านายบรรหาร ศิลปอาชา ขาดคุณสมบัติการเป็นรัฐมนตรี เนื่องจากมีบิดาเป็นคนต่างด้าว และสำเร็จการศึกษาต่ำกว่ามัธยมศึกษาตอนปลาย แต่คณะตุลาการรัฐธรรมนูญ มีมติให้ยกคำร้องดังกล่าว[5]

ในปี พ.ศ. 2533 นายพินิจ จันทรสุรินทร์ ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย ในรัฐบาลของพลเอก ชาติชาย ชุณหะวัณ[6] และในปี พ.ศ. 2535 ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ในรัฐบาลของพลเอก สุจินดา คราประยูร[7]

ในปี พ.ศ. 2544 ได้เข้าร่วมกับพรรคไทยรักไทย ของพันตำรวจโททักษิณ ชินวัตร และได้รับเลือกตั้งอีก 2 สมัย กระทั่งถูกตัดสิทธิทางการเมืองเนื่องจากเป็นกรรมการบริหารพรรค[8]