สมบูรณ์เข้าสู่วงการการเมืองด้วยการเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรครั้งแรกใน พ.ศ. 2544 สังกัดพรรคประชาธิปัตย์ และได้รับเลือกตั้งติดต่อกันรวม 4 สมัย

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

นายสมบูรณ์ อุทัยเวียนกุล ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 4 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2544 จังหวัดตรัง สังกัดพรรคประชาธิปัตย์
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2548 จังหวัดตรัง สังกัดพรรคประชาธิปัตย์
3. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 จังหวัดตรัง สังกัดพรรคประชาธิปัตย์
4. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 จังหวัดตรัง สังกัดพรรคประชาธิปัตย์