นายสรอรรถ กลิ่นประทุม เป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดราชบุรี สังกัดพรรคชาติไทย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2529 เคยได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงศึกษาธิการ ในปี พ.ศ. 2533[3] ต่อมาได้ปรับไปดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรีในรัฐบาลเดียวกัน[4] และเป็นรัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาลชาติชาย (ครม.46)[5] ในคณะรัฐมนตรีคณะที่ 51 ได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงสาธารณสุข จนกระทั่งปี พ.ศ. 2539 จึงย้ายมาสังกัดพรรคความหวังใหม่ นอกจากนั้นเขายังเป็นหนึ่งใน ส.ส.กลุ่ม 16[6] อีกด้วย

ในปี พ.ศ. 2544 นายสรอรรถ กลิ่นประทุม ได้ย้ายมาสังกัดพรรคไทยรักไทย ในคราวที่พรรคความหวังใหม่ ยุบรวมกับพรรคไทยรักไทย และได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย[7] รัฐมนตรีว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์[8] รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการพัฒนาสังคมและความมั่นคงของมนุษย์[9] รัฐมนตรีว่าการกระทรวงแรงงาน[10] รัฐมนตรีว่าการกระทรวงเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร และได้รับมอบหมายหน้าที่เป็นรองหัวหน้าพรรคไทยรักไทย ในปี พ.ศ. 2548 ต่อมาในปี พ.ศ. 2550 ได้ถูกตัดสิทธิทางการเมืองเป็นเวลา 5 ปี เนื่องจากเป็นกรรมการบริหารพรรคไทยรักไทยซึ่งถูกยุบในคดียุบพรรคการเมือง พ.ศ. 2549[11]

ช่วงเวลาที่ได้รับจากการถูกตัดสิทธิ์ทางการเมือง

ต่อมา ส.ส. ในกลุ่มของนายสรอรรถ กลิ่นประทุม จึงได้ย้ายเข้ามาสังกัดพรรคพลังประชาชน จนกระทั่งเมื่อมีการยุบพรรคพลังประชาชน ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2551 กลุ่มของนายสรอรรถ จึงได้เข้ามาร่วมกิจกรรมทางการเมืองกับกลุ่มเพื่อนเนวิน และกลุ่มอื่นๆ ในนามพรรคภูมิใจไทย[12]

นายสรอรรถ กลิ่นประทุม ยังนับได้ว่าเป็นผู้ที่มีอิทธิพลในฐานะแกนนำกลุ่ม ส.ส. ซึ่งสื่อมวลชนให้ชื่อกลุ่มแกนนำนี้ว่า "8ส.+ส.พิเศษ" อันประกอบด้วย สมศักดิ์ เทพสุทิน สมคิด จาตุศรีพิทักษ์ สมศักดิ์ ปริศนานันทกุล สุวิทย์ คุณกิตติ สุวัจน์ ลิปตพัลลภ สุรนันทน์ เวชชาชีวะ สนธยา คุณปลื้ม และสรอรรถ กลิ่นประทุม ส่วน ส.พิเศษ คือ คุณหญิงสุดารัตน์ เกยุราพันธุ์[13]

อีกด้านหนึ่งนายสรอรรถ กลิ่นประทุม ใช้เวลาในระหว่างถูกตัดสิทธิ์ทางการเมือง (พ.ศ. 2553) เข้ารับการศึกษาหลักสูตรผู้บริหารระดับสูง ของสถาบันวิทยาการตลาดทุน ตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทย ในรุ่นที่ 11 และเป็นรุ่นเดียวกันกับนักการเมืองชื่อดังอีกหลายคน อาทิ นายประจวบ ไชยสาส์น นางสาวนริศรา ชวาลตันพิพัทธ์ ร้อยตรีหญิงระนองรักษ์ สุวรรณฉวี นายสมพงษ์ อมรวิวัฒน์ นายแพทย์บุรณัชย์ สมุทรักษ์ ฯลฯ

หลังพ้นจากการถูกตัดสิทธิ์ทางการเมือง

หลังพ้นจากการถูกตัดสิทธิ์ทางการเมืองเป็นเวลา 5 ปี นายสรอรรถ ได้สมัครเข้าเป็นสมาชิกพรรคภูมิใจไทย และได้รับเลือกตั้งเป็นกรรมการบริหารพรรคและประธานที่ปรึกษาพรรค เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2555 ในชุดที่มีนายอนุทิน ชาญวีรกุล เป็นหัวหน้าพรรค

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคภูมิใจไทย ลำดับที่ 6[14] แต่การเลือกตั้งเป็นโมฆะ

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคภูมิใจไทย ลำดับที่ 5 และได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส. อีกสมัย