รุ่งโรจน์ ทองศรี เป็นนักการเมืองในจังหวัดบุรีรัมย์ ในปี 2549 เขาลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาจังหวัดบุรีรัมย์ ในการเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2549 ได้รับเลือกตั้ง ส.ว.บุรีรัมย์[3][4] แต่ต้องสิ้นสุดลงเนื่องจากเกิดรัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2549 ต่อมาในปี 2550 จึงได้เข้าร่วมงานการเมืองกับพรรคพลังประชาชน ลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดบุรีรัมย์ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 ชนะการเลือกตั้งทั้ง 3 คน แต่ในภายหลังประชุมคณะกรรมการการเลือกตั้ง (กกต.) มีมติสั่งเพิกถอนสิทธิเลือกตั้งของนายประกิจ พลเดช , นายพรชัย ศรีสุริยันโยธิน และนายรุ่งโรจน์ ทองศรี ว่าที่ ส.ส.เขต 1 จังหวัดบุรีรัมย์ พรรคพลังประชาชนเป็นเวลา 1 ปี (การแจกใบแดง) และมติดังกล่าวมีผลให้ กกต. ต้องสั่งเลือกตั้งใหม่ในเขตเลือกตั้งที่ 1 จังหวัดบุรีรัมย์ โดยกำหนดวันเลือกตั้งใหม่คือวันที่ 17 มกราคม 2551

รุ่งโรจน์ ทองศรี ลงสมัครรับเลือกตั้งอีกครั้งในจังหวัดบุรีรัมย์ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 เขตเลือกตั้งที่ 8[5] เอาชนะ ขจรธน จุดโต จากพรรคเพื่อไทย และในปี 2557 นายรุ่งโรจน์ ลงสมัครรับเลือกตั้ง ส.ส.จังหวัดบุรีรัมย์ เขต 8[6] แต่การเลือกตั้งเป็นโมฆะ และลงสมัคร ส.ส.จังหวัดบุรีรัมย์ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 ได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.อีกสมัย