นายวิรุฬ เตชะไพบูลย์ เคยดำรงตำแหน่งสมาชิกสภานิติบัญญัติฯ (15 มี.ค. 2534 - 21 มี.ค. 2535) และสมาชิกวุฒิสภา (22 มี.ค. 2535 - 21 มี.ค. 2539) หลังจากนั้นจึงได้เข้าร่วมงานการเมืองกับพรรคความหวังใหม่ ในตำแหน่งรองหัวหน้าพรรค จนกระทั่งได้รับตำแหน่งหน้าที่ทางการเมืองหลายตำแหน่ง อาทิ ที่ปรึกษารัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี (กระแส ชนะวงศ์) ที่ปรึกษารัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงการคลัง (วราเทพ รัตนากร) และกรรมการผู้ช่วยรัฐมนตรีประจำกระทรวงการคลัง

ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2550 วิรุฬ เตชะไพบูลย์ ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบสัดส่วน กลุ่มที่ 5 สังกัดพรรคพลังประชาชน และได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงพาณิชย์ ในรัฐบาลของนายสมัคร สุนทรเวช ต่อมาจึงได้ย้ายมาสังกัดพรรคเพื่อไทย พร้อมกับสมาชิกคนอื่นๆ ของพรรคพลังประชาชน ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย และได้รับโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงการคลัง ในรัฐบาลของนางสาวยิ่งลักษณ์ ชินวัตร[1] ต่อมาถูกปรับออกจาตำแหน่งรัฐมนตรีในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 และได้รับแต่งตั้งเป็นผู้แทนการค้าไทย ในเดือนพฤศจิกายนของปีเดียวกัน