ศักรินทร์ รับราชการในตำแหน่งต่างๆ จากหลายหน่วยงาน เช่น ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ภาควิชาเคมีเทคนิค คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในปี พ.ศ. 2519 และปี พ.ศ. 2522 ได้รับตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และได้รับตำแหน่งบริหาร คือ รองคณบดี (ฝ่ายวิชาการ) ของคณะพลังงานและวัสดุ และคณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ก่อนมารับตำแหน่งที่ สวทช. รศ.ดร.ศักรินทร์ ดำรงตำแหน่งรองอธิการบดีอาวุโสฝ่ายบริหาร ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ศักรินทร์ เคยดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ หรือ สวทช. หน่วยงานวิจัยและพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นนำของประเทศไทย วาระที่ 2 (2550-2553)[7] ทั้งนี้วาระแรก ดำรงตำแหน่งในปี 2547-2550 ทั้งนี้ในการทำงานกับ สวทช. รศ.ดร.ศักรินทร์ ได้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ หรือ BIOTEC มาก่อนในช่วงปี 2535-2542[8]

ปัจจุบัน ศักรินทร์ ภูมิรัตน ดำรงตำแหน่งที่ปรึกษามหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี และ ประธานกรรมการบริหารโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์[9]

หลัง รัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2557 เขาได้รับตำแหน่งเป็น กรรมการผู้ทรงคุณวุฒิในคณะกรรมการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ[10]และ ที่ปรึกษาผู้ทรงคุณวุฒิของคณะกรรมการเตรียมการปฏิรูปประเทศ ตามคำสั่งนายกรัฐมนตรีที่ 8/2560 [11]ส่วนลูกชายคนโต ดร. ภูมิ ภูมิรัตน ได้รับตำแหน่งเป็น กรรมการผู้ทรงคุณวุฒิในคณะกรรมการเตรียมการด้านการรักษาความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์แห่งชาติ ในรัฐบาล ประยุทธ์ จันทร์โอชา