หลวงสุนทรเทพหัสดิน (สพรั่ง เทพหัสดิน ณ อยุธยา) ได้เข้ารับราชการในกรมรถไฟหลวง เมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2469 ในตำแหน่ง นายช่างผู้ช่วย กรมรถไฟหลวง ปี พ.ศ.2475 เป็น นายช่างกำกับภาค และในปี พ.ศ.2477 ได้โอนไปรับราชการในกองทาง กรมโยธาเทศบาล และเป็นอธิบดีกรมโยธาเทศบาล ในปีพ.ศ.2485

ได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร ประเภทที่ 2 ในปี พ.ศ. 2476[2] พ.ศ. 2480[3] และในปี พ.ศ. 2481[4]

สพรั่ง เทพหัสดิน ณ อยุธยา ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงคมนาคม ในรัฐบาลของนายควง อภัยวงศ์ เมื่อปี พ.ศ. 2487[5] ต่อในปี พ.ศ. 2488 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงอุตสาหกรรม และรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม ในรัฐบาลของนายทวี บุณยเกตุ[6] แต่ก็ดำรงตำแหน่งได้เพียง 17 วัน นายทวี บุณยเกตุ นายกรัฐมนตรี ก็ลาออกจากตำแหน่ง ส่งผลให้คณะรัฐมนตรีสิ้นสุดลงไปด้วย

ในปีเดียวกันนั้น เขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม ในรัฐบาลของหม่อมราชวงศ์เสนีย์ ปราโมช[7] แต่นายกรัฐมนตรีก็ได้ประกาศยุบสภาผู้แทนราษฎรในเดือนถัดมา แต่ก็ยังทำหน้าที่รักษาการไปจนถึงเดือนมกราคม พ.ศ. 2489 หลังการเลือกตั้งเขาไม่ได้รับตำแหน่งใดๆ ในรัฐบาลต่อมาของนายควง อภัยวงศ์

จนกระทั่งอีก 3 เดือนต่อมาเขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคมอีกครั้ง ในรัฐบาลของนายปรีดี พนมยงค์[8] และได้รับแต่งตั้งอีกในรัฐบาลต่อมา[9] จากนั้นเป็นต้นมาเขาก็ว่างเว้นจากตำแหน่งรัฐมนตรี จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2500 เขาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม อีกสมัย ในรัฐบาลของนายพจน์ สารสิน

นายสพรั่ง เคยทำงานเป็นผู้เชี่ยวชาญการบินพลเรือน ประจำกระทรวงคมนาคม[10]