นายวราวุธ ศิลปอาชา เริ่มเข้าสู่เส้นทางการเมืองตามบิดา โดยการเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดสุพรรณบุรี ในปี 2544 2548 และ 2550 สังกัดพรรคชาติไทย และได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงคมนาคม ในรัฐบาลของนายสมชาย วงศ์สวัสดิ์[3] ปี 2557 ได้รับการเลือกตั้งเป็น สส สุพรรณบุรี แต่การเลือกตั้งเป็นโมฆะ

ในปี 2551 ถูกตัดสิทธิทางการเมืองเป็นเวลา 5 ปี เนื่องจากเป็นกรรมการบริหารพรรคชาติไทยซึ่งตุลาการศาลรัฐธรรมนูญตัดสินยุบพรรค[4]

ต่อมาในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 เขาได้รับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ และได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ในรัฐบาลพลเอก ประยุทธ์ จันทร์โอชา เป็นประธานกรรมการในคณะกรรมการสงวนและคุ้มครองสัตว์ป่า[5] เป็นกรรมการศูนย์บริหารสถานการณ์การแพร่ระบาดโรคติดต่อ​ไวรัสโคโรนา​ 2019