เคยเป็น ส.ส. ปี พ.ศ. 2531, พ.ศ. 2535/1, พ.ศ. 2535/2 (ในสังกัดพรรคพลังธรรม) , พ.ศ. 2539, พ.ศ. 2544 (ในสังกัดพรรคประชาธิปัตย์) และเคยเป็น ผู้ช่วยเลขานุการ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงสาธารณสุข ปี พ.ศ. 2535 - พ.ศ. 2537 ผู้ช่วยเลขานุการ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย ปี พ.ศ. 2537 - พ.ศ. 2538

ในการเลือกตั้งปี พ.ศ. 2544 นายวิลาศ จันทร์พิทักษ์ ลงสมัครในสังกัดพรรคประชาธิปัตย์ ที่เขตเก่าที่เป็นส.ส. มาตลอด คือ เขต 32 ซึ่งประกอบด้วยเขตภาษีเจริญ ได้รับการเลือกตั้งด้วยคะแนน 30,321 เสียง แต่ในการเลือกตั้งปี พ.ศ. 2548 นายวิลาศ จันทร์พิทักษ์ ได้ย้ายไปลงเขต 28 ซึ่งประกอบด้วยเขตคลองสาน แทนนายปราโมทย์ สุขุม ส.ส. เก่าที่เลิกเล่นการเมืองไป แต่นายวิลาศไม่ได้รับการเลือกตั้งในครั้งนี้

ในการเลือกตั้งในปลายปี พ.ศ. 2550 นายวิลาศลงเลือกตั้งในเขต 9 กรุงเทพมหานคร ซึ่งประกอบด้วยเขตบางกอกใหญ่, เขตธนบุรี, และเขตคลองสาน คู่กับ นางนันทพร วีระกุลสุนทร และ ทันตแพทย์สุรันต์ จันทร์พิทักษ์ น้องชาย ซึ่งได้รับเลือกตั้งหมดทั้ง 3 คน และได้รับแต่งตั้งเป็นประธานคณะกรรมาธิการการป้องกันและปราบปรามการทุจริตประพฤติมิชอบ สภาผู้แทนราษฎร ด้วย ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 ได้ลงสมัครรับเลือกตั้งในเขต 31 สังกัดพรรคประชาธิปัตย์เช่นเดิม และได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.อีกหนึ่งสมัย

ในปลายปี พ.ศ. 2554 ในการอภิปรายไม่ไว้วางใจรัฐบาลที่มี น.ส.ยิ่งลักษณ์ ชินวัตร เป็นนายกรัฐมนตรีนั้น ในกรณีการทุจริตเรื่องถุงยังชีพ ในเหตุอุทกภัยปีเดียวกันนั้น นายวิลาศมีผู้มีบทบาทสำคัญมากคนหนึ่งในเรื่องการอภิปรายข้อมูล[2]