สุเมธ พรมพันห่าว เริ่มงานการเมืองโดยการเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดหนองคาย สังกัดพรรคราษฎร ต่อมาได้ย้ายมาร่วมงานกับพรรคสามัคคีธรรม และร่วมจัดตั้งพรรคเสรีธรรม พร้อมกับนายพินิจ จารุสมบัติ จนกระทั่งได้รับมอบหมายให้ทำหน้าที่เลขาธิการพรรคคนที่ 2 ในระหว่างปี พ.ศ. 2537 ถึง พ.ศ. 2539 และได้ทำหน้าที่รักษาการหัวหน้าพรรคเสรีธรรม ภายหลังการลาออกของ ดร.อาทิตย์ อุไรรัตน์ ในช่วงปี พ.ศ. 2539 ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2544 ได้ลงสมัคร ส.ส.ในระบบบัญชีรายชื่อ ของพรรคเสรีธรรม แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง เนื่องจากพรรคเสรีธรรมมีคะแนนสนับสนุนจากประชาชนไม่ถึงร้อยละ 5 ตามที่กฎหมายกำหนด ต่อมาได้ย้ายมาสังกัดพรรคความหวังใหม่ และได้รับแต่งตั้งเป็นรองหัวหน้าพรรค[3]

ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2548 ภายหลังการยุบรวมของพรรคเสรีธรรม กับพรรคไทยรักไทย นายสุเมธ ได้ย้ายไปเข้าร่วมงานการเมืองกับพรรคมหาชน และลงสมัคร ส.ส.ในเขตเลือกตั้งที่ 6 จังหวัดหนองคาย[4] แต่ก็ต้องแพ้ให้กับนายนิพนธ์ คนขยัน จากพรรคไทยรักไทย และในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2550 ได้ลงสมัคร ส.ส.อีกครั้ง ในนามพรรคมัชฌิมาธิปไตย[5] แต่ก็ไม่ได้รับเลือกตั้ง