สุมิตร สุนทรเวช เป็นผู้ร่วมก่อตั้งพรรคประชากรไทย เป็นกรรมการบริหารพรรค รองหัวหน้าพรรค และหัวหน้าพรรคประชากรไทย ในปี พ.ศ. 2544[1] โดยสุมิตร สุนทรเวช เป็น ส.ส. กรุงเทพมหานคร ในปี พ.ศ. 2522 , 2526, 2531, 2538 และ พ.ศ. 2539 เคยเป็นประธานคณะกรรมาธิการคมนาคม สภาผู้แทนราษฎร และเคยเป็นที่ปรึกษารัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาลงสมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อของพรรคประชากรไทย[2] แต่การเลือกตั้งครั้งดังกล่าว เป็นโมฆะตามคำวินิจฉัยของศาลรัฐธรรมนูญ

ต่อมาด้วยอายุที่มากขึ้นและสุขภาพที่ไม่เอื้ออำนวยนายสุมิตรจึงตัดสินใจลาออกจากตำแหน่งหัวหน้าพรรคเมื่อวันที่ 20 เมษายน พ.ศ. 2562 [3]