สุนทรี ชัยวิรัตนะ ลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดชัยภูมิครั้งแรก ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 ในนามพรรคพลังประชาชน และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรสมัยแรก ต่อมาในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 เธอย้ายมาลงสมัครรับเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย และได้รับเลือกตั้งอีกสมัย[2]

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 เธอย้ายมาสังกัดพรรคภูมิใจไทย[3][4] พร้อมกับ ประสิทธิ์ ชัยวิรัตนะ เนื่องจากปัญหาพื้นที่ทับซ้อนกับตระกูลเกียรติก้องชูชัย[5] แต่ในที่สุดก็ไม่ได้รับเลือกตั้ง

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

สุนทรี ชัยวิรัตนะ ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 2 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 จังหวัดชัยภูมิ สังกัดพรรคพลังประชาชน (พ.ศ. 2541) → พรรคเพื่อไทย
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย