พิเชฐ ดุรงคเวโรจน์ เคยเป็นอาจารย์ประจำมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี[4] และเคยดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสำนักงานเลขานุการ คณะกรรมการเทคโนโลยีสารสนเทศแห่งชาติ ในระหว่างปี พ.ศ. 2536 ถึงปี พ.ศ. 2540 เป็นผู้อำนวยการศูนย์พัฒนาพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ ในระหว่างปี พ.ศ. 2542 ถึงปี พ.ศ. 2544 และเป็นประธานคณะทำงานของอาเซียนด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ในปี พ.ศ. 2544 ถึงปี พ.ศ. 2546[5]

ในปี พ.ศ. 2546 ได้รับแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการสถาบันคลังสมองของชาติ และในปี พ.ศ. 2552 ได้รับแต่งตั้งเป็นเลขาธิการคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี[5]

ในปี พ.ศ. 2557 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในรัฐบาลของพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา[6]

ในปี พ.ศ. 2559 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม ในรัฐบาลของพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา[7]อาศัยตามมาตรา 6 ตามพระราชบัญญัติ สภาความมั่นคงแห่งชาติ พ.ศ. 2559 เขาจึงเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคมคนแรกที่ได้เป็นสมาชิกสภาความมั่นคงแห่งชาติ