สุทัศน์ เศรษฐ์บุญสร้าง เริ่มทำงานเป็นนักวิจัย ในมหาวิทยาลัยเยล ประเทศสหรัฐอเมริกา ระหว่างที่กำลังศึกษาในระดับปริญญาเอก ภายหลังจากสำเร็จการศึกษาแล้วได้ทำงานเป็น Research Fellow ที่ East-West Resource System Institute ที่ Honolulu รัฐ Hawaii หลังจากนั้นจึงได้กลับมาเป็นอาจารย์ประจำคณะเศรษฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ จากนั้นเพียงปีเดียวจึงได้มาเป็นนักวิจัย ประจำสถาบันวิจัยเพื่อการพัฒนาประเทศไทย (TDRI) กระทั่งปี พ.ศ. 2533 และมารับตำแหน่งเป็นรองศาสตราจารย์ ประจำสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) ในปี 2534-2535

ต่อมาในปี พ.ศ. 2536 ดร.สุทัศน์ เศรษฐ์บุญสร้าง ได้ไปเป็นผู้อำนวยการสำนัก AFTA สำนักเลขาธิการอาเซียน ซึ่งตั้งอยู่ที่กรุงจาการ์ตา ประเทศอินโดนีเชีย โดยมีหน้าที่ดูแลการดำเนินการและปฏิบัติการตามข้อตกลง เขตการค้าเสรีอาเซียน (ASEAN Free Trade Area - AFTA) และได้เลื่อนเป็นรองเลขาธิการอาเซียน ฝ่ายปฏิบัติการ (Deputy Secretary General - Operation) ในปี พ.ศ. 2540 -2543 โดยรับผิดชอบดูแลความร่วมมือด้านเศรษฐกิจและสังคม รวมทั้งช่วยประเทศสมาชิกใหม่ของอาเซียน และการริเริ่มความร่วมมือใหม่ ๆ เช่น ความร่วมมือด้านการเงินระหว่างอาเซียนและประเทศเอเชีย นับเป็นคนไทยคนแรกที่ดำรงตำแหน่งรองเลขาธิการอาเซียน

เมื่อครบวาระจากสำนักงานเลขาธิการอาเซียน ในปี 2543 แล้ว ดร.สุทัศน์ ได้ไปทำงานกับส่วนงานในบริษัท PriceWaterhouseCoopers-PwC ซึ่งเป็นที่ปรึกษาด้านการค้าและการลงทุนระหว่างประเทศในภูมิภาคเอเชีย จนกระทั่งเกษียร ในปี 2551

ต่อมาในปี พ.ศ. 2552-2554 ได้เข้ามารับตำแหน่งผู้แทนการค้าไทย ซึ่งเป็นผู้แทนระดับรัฐมนตรีของนายกรัฐมนตรีในการเจรจาการค้า การลงทุน และประเด็นทางเศรษฐกิจอื่นๆ กับประเทศต่าง ๆ ในสมัยรัฐบาลของนายกฯอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ[1]

ในเดือนตุลาคม 2557 ถึง กันยายน 2558 เป็นสมาชิกสภาปฏิรูปแห่งชาติ (สปช) [2] และเป็นประธานอนุกรรมการปฏิรูปความร่วมมือทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศ

ปัจจุบัน

- ในประเทศ

- กรรมการ บริษัทบ้านปู (มหาขน) จำกัด [3]

- กรรมการ คณะกรรมการธนาคารแห่งประเทศไทย [4]

- ต่างประเทศ

- กรรมการ Board of Trustee, สถาบันวิจัยข้าวนานาชาติ (International Rice Research Institute - IRRI) ซึ่งตั้งอยู่ที่ประเทศ ฟิลิปปินส์ [5]

- กรรมการ Board, Cambodia Development Resources Institute - CDRI ประเทศกัมพูชา [6]

เครื่องราชอิสริยาภรณ์

• พ.ศ. 2552 - เครื่องราชอิสริยาภรณ์อันเป็นที่เชิดชูยิ่งช้างเผือก ชั้น 2 ทวีติยาภรณ์ช้างเผือก (ท.ช.)[7]

• พ.ศ. 2553 - เครื่องราชอิสริยาภรณ์อันมีเกียรติยศยิ่งมงกุฎไทย ชั้น 1 ประถมาภรณ์มงกุฎไทย (ป.ม.)[8]

• พ.ศ. 2558 จตุตมดิเรกคุณาภรณ์ [9]