วัชรพล โตมรศักดิ์ เริ่มทำงานการเมืองตั้งแต่ปี 2533 เป็นสมาชิกสภาจังหวัด (ส.จ.) 6 สมัย เคยดำรงตำแหน่งรองนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดนครราชสีมา ประธานสภาจังหวัดนครราชสีมา

วัชรพล โตมรศักดิ์ เข้าสู่งานการเมืองระดับชาติโดยการลงสมัครรับเลือกตั้งในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 ในนามพรรครวมใจไทยชาติพัฒนา ซึ่งมี พล.อ.เชษฐา ฐานะจาโร เป็นหัวหน้าพรรค ได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.สมัยแรก ต่อมาในปี 2554 ได้รับเลือกตั้งอีกครั้งในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 สังกัดพรรคการเมืองเดิม แต่พรรคเปลี่ยนชื่อเป็นพรรคชาติพัฒนาเพื่อแผ่นดิน

และในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 เขาได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.แบบแบ่งเขตเพียงคนเดียวของพรรคชาติพัฒนา และในปี พ.ศ. 2563 ได้รับเลือกเป็นเลขาธิการพรรค[2]

วัชรพล มีบทบาทในวงการกีฬาโดยรับหน้าที่เป็นผู้จัดการทีมของสโมสรฟุตบอลนครราชสีมา มาสด้า[3][4]