วิทยา บุรณศิริ เกิดเมื่อวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2503 ณ อำเภอบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา เป็นบุตรของนายวิทูรและนางถาวร บุรณศิริ นายวิทยาจบการศึกษาระดับปริญญาตรี สาขาศิลปศาสตร์ จากสถาบันราชภัฏพระนครศรีอยุธยา และจบปริญญาโท ศิลปศาสตรมหาบัณฑิต สาขารัฐศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยรามคำแหง

วิทยาเคยเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรของพรรคไทยรักไทย ในการเลือกตั้งเมื่อปี พ.ศ. 2544 และ พ.ศ. 2548 ก่อนที่พรรคจะถูกยุบในปี พ.ศ. 2550 จึงย้ายไปพรรคพลังประชาชน และได้รับเลือกเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร ในการเลือกตั้งเมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2550 และดำรงตำแหน่งเป็นประธานวิปรัฐบาลในสมัยที่นายสมัคร สุนทรเวช และนายสมชาย วงศ์สวัสดิ์ เป็นนายกรัฐมนตรี ต่อมาพรรคถูกยุบ วิทยาจึงย้ายไปสังกัดพรรคเพื่อไทย

ต่อมาได้เกิดการเปลี่ยนขั้วทางการเมืองของพรรคร่วมรัฐบาลเดิม และกลุ่มเพื่อนเนวินซึ่งเดิมสังกัดพรรคพลังประชาชน ทำให้พรรคประชาธิปัตย์ได้เป็นแกนนำในการจัดตั้งรัฐบาล มีนายอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ เป็นนายกรัฐมนตรี และพรรคเพื่อไทยเป็นฝ่ายค้าน ทำให้วิทยาดำรงตำแหน่งเป็นประธานวิปฝ่ายค้าน

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2553 วิทยาได้รับการแต่งตั้งเป็นรองหัวหน้าพรรคเพื่อไทย[1] ต่อมาในเดือนเมษายน พ.ศ. 2554 ยื่นหนังสือลาออกจากตำแหน่ง กรรมการบริหารพรรคเพื่อไทย[2]

ในปี พ.ศ. 2554 ได้รับโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงสาธารณสุข ในรัฐบาลของนางสาวยิ่งลักษณ์ ชินวัตร[3]

เขาลงสมัครรับเลือกตั้งในพื้นที่จังหวัดพระนครศรีอยุธยาในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 สังกัดพรรคเพื่อไทย แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง[4]