พูนสุข เคยดำรงตำแหน่งเป็นผู้จัดการฝ่ายตลาด บริษัท โรงใบยาสูบน่าน จำกัด[2] ก่อนที่จะลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรครั้งแรก ใน พ.ศ. 2529 สังกัดพรรคชาติไทย ซึ่งได้รับเลือกตั้งในครั้งดังกล่าว และได้รับเลือกเรื่อยมาจนถึง พ.ศ. 2539 รวม 5 สมัย [3]

พ.ศ. 2544 พูนสุข ลงสมัครรับเลือกตั้งในพื้นที่เขต 1 จังหวัดน่าน ก่อนที่จะไม่ได้รับเลือกตั้ง โดยพ่ายแพ้ให้กับ นายคำรณ ณ ลำพูน จากพรรคประชาธิปัตย์ และวางมือทางการเมืองในที่สุด

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

พูนสุข โลหะโชติ ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 5 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2529 จังหวัดน่าน สังกัดพรรคชาติไทย
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2531 จังหวัดน่าน สังกัดพรรคชาติไทย
3. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป มีนาคม พ.ศ. 2535 จังหวัดน่าน สังกัดพรรคชาติไทย
4. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป กันยายน พ.ศ. 2535 จังหวัดน่าน สังกัดพรรคชาติไทย
5. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2539 จังหวัดน่าน สังกัดพรรคชาติไทย