สุรนันทน์เริ่มการทำงาน จากการเป็นเจ้าหน้าที่วิเคราะห์นโยบายและแผน กองวางแผนส่วนรวม สำนักงานคณะกรรมการพัฒนาการเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ และงานเอกชน ในกลุ่มบริษัทบ้านฉางและบริษัทธรรมนิติ

เริ่มต้นงานการเมือง จากการลงรับสมัครเลือกตั้ง สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร (ส.ส.) กรุงเทพมหานคร ในปี พ.ศ. 2538 และปี พ.ศ. 2539 สังกัดพรรคพลังธรรม แต่ไม่ได้รับการเลือกตั้งจากนั้นในปี พ.ศ. 2544 ปฏิบัติหน้าที่รองโฆษกพรรคไทยรักไทย และโฆษกพรรคไทยรักไทย ในปี พ.ศ. 2544 ได้รับเลือกตั้งเป็น ส.ส.ระบบบัญชีรายชื่อ ของพรรคไทยรักไทย รองเลขาธิการนายกรัฐมนตรี และ ปี พ.ศ. 2548 ได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่ง รัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาล พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร[1] จนถูกรัฐประหารเมื่อวันที่ 19 กันยายน 2549 เป็นหนึ่งใน 111 คนที่ถูกถอดสิทธิในการเลือกตั้ง ผันตัวเองเป็นผู้ดำเนินรายการ โดยเริ่มจาก "สุรนันทน์วันนี้" "The Commentator" "Brain Wake" (Voice TV) "คุยกันวันเสาร์" (TNN 24) รวมถึงจัดรายการออนไลน์ผ่านช่องยูทูบของ หนังสือพิมพ์มติชน ในชื่อรายการ Hellmet Show ร่วมกับ พิชญ์ พงษ์สวัสดิ์ เขียนคอลัมน์ในหนังสือพิมพ์ Bangkok Post และสยามรัฐ รวมถึงมีกิจการร้านกาแฟและร้านจำหน่ายจักรยาน "เบรนเวค" อีกด้วย

ตั้งแต่เดือนมีนาคม พ.ศ. 2555 สุรนันทน์เข้ารับตำแหน่งโฆษกประจำตัวนายกรัฐมนตรียิ่งลักษณ์ ชินวัตร และต่อมาได้รับแต่งตั้งเป็นเลขาธิการนายกรัฐมนตรี ในเดือนมิถุนายนปีเดียวกัน[2][3]

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย ลำดับที่ 24[4]