สุรวิทย์ คนสมบูรณ์ เป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดชัยภูมิ โดยได้รับเลือกตั้งครั้งแรกในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2535 (มีนาคม) สังกัดพรรคความหวังใหม่ และได้รับการเลือกตั้งต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2535 (กันยายน) การเลือกตั้ง พ.ศ. 2538 พ.ศ. 2539 ต่อมาได้ย้ายมาเข้าร่วมงานกับพรรคเสรีธรรมในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2544 และได้ย้ายมาเข้าร่วมงานกับพรรคไทยรักไทยในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2548 ต่อจากนั้นได้ลาออกจากพรรคไทยรักไทยหลังเกิดการปฏิวัติ พ.ศ. 2549 แต่ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2550 ได้เข้าร่วมงานกับพรรคพลังประชาชน จนกระทั่งในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดชัยภูมิ เขต 7 สังกัดพรรคเพื่อไทย

เคยดำรงตำแหน่งทางการเมือง อาทิ เลขานุการรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ เลขานุการรัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี รองเลขาธิการนายกรัฐมนตรีฝ่ายการเมือง ประธานคณะกรรมาธิการพลังงาน สภาผู้แทนราษฎร

การดำรงตำแหน่งรัฐมนตรี

นายแพทย์สุรวิทย์ ได้รับโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาลนางสาวยิ่งลักษณ์ ชินวัตร (ครม.ชุดที่ 60)[5][6] ทำหน้าที่กำกับดูแล สำนักเลขาธิการนายกรัฐมนตรี สำนักงานคณะกรรมการกฤษฎีกา และสำนักงานคณะกรรมการคุ้มครองผู้บริโภค[7] ต่อมาในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 ได้รับโปรดเกล้าฯ ให้พ้นจากตำแหน่งรัฐมนตรีประจำสำนักนายกรัฐมนตรี และไปดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงสาธารณสุข[8] แต่จากการสำรวจความพึงพอใจของประชาชน โดยสำนักเอแบคโพล เมื่อเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2555 เขาเป็นรัฐมนตรีที่ประชาชนไม่รู้จัก เป็นลำดับที่ 9[9] จนกระทั่งในเดือนตุลาคมของปีเดียวกัน จึงได้รับโปรดเกล้าฯ ให้พ้นจากความเป็นรัฐมนตรี ซึ่งมีนายแพทย์ชลน่าน ศรีแก้ว เข้ามารับตำแหน่งดังกล่าวแทน