ดร.วิชัย วงศ์ไชย ก้าวเข้าสู่การเมืองระดับชาติ สังกัดพรรคพลังธรรม เคยดำรงตำแหน่ง รองหัวหน้าพรรคพลังธรรม และได้รับเลือกเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร(ส.ส.)จังหวัดเชียงใหม่ 2 สมัย

ในสมัยแรก จากการเลือกตั้งเมื่อวันที่ 13 กันยายน พ.ศ. 2535 และได้รับแต่งตั้งให้เป็น ที่ปรึกษารัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี[2] เลขานุการรัฐมนตรีว่าการทบวงมหาวิทยาลัย (ถวิล ไพรสณฑ์)[3] กรรมาธิการวิสามัญงบประมาณ พ.ศ. 2536 กรรมาธิการการสาธารณสุข กรรมาธิการวิทยาศาสตร์ รองประธานกรรมาธิการวิสามัญภัยแล้ง ประธานกรรมการพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยแม่โจ้ รองประธานอนุกรรมาธิการพระราชบัญญัติวิชาชีพ (เภสัชกรรมและสภาทันตกรรมแห่งประเทศไทย) และประธานอนุกรรมาธิการศึกษาผลกระทบนิคมอุตสาหกรรมลำพูนต่อการสาธารณสุข

ในสมัยที่สอง จากการเลือกตั้งเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม พ.ศ. 2538 ได้รับแต่งตั้งเป็นรองเลขาธิการนายกรัฐมนตรี รองประธานกรรมาธิการเปิดเผยการประชุมลับและตรวจรายงานการประชุม ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กรรมาธิการวิสามัญพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยแม่โจ้ และกรรมาธิการพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยสงฆ์[4]

การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร พ.ศ. 2539 ดร.วิชัย ได้ลงสมัครในนามพรรคพลังธรรมเช่นเดิม แต่ได้คะแนนเป็นลำดับที่ 7 ไม่ได้รับการเลือกตั้ง[5]

การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร เมื่อวันที่ 6 มกราคม พ.ศ. 2544 ดร.วิชัย ได้ลงสมัครในระบบัญชีรายชื่อ ในนามพรรคเสรีธรรม ลำดับที่ 17 แต่ไม่ได้รับการเลือกตั้ง

ในปี พ.ศ. 2552 ดร.วิชัย วงศ์ไชย ได้ลงสนามเลือกตั้งอีกครั้งหนึ่งในสนามเลือกตั้งนายกเทศมนตรีนครเชียงใหม่ ได้รับหมายเลข 7 [6] แต่ผลปรากฏว่า ได้รับคะแนนเพียง 1,354 คะแนน [7]ไม่ได้รับการเลือกตั้ง