เมื่ออายุ 20 ปี ท่านได้อุปสมบทเป็นภิกษุ อยู่ในภิกขุภาวะได้เพียงเดือนเดียวก็ลาสิกขาออกมารับราชการที่กองการกงสุล กระทรวงการต่างประเทศ ทำงานอยู่เป็นเวลา 2 ปี 3 เดือน ท่านก็ได้มีโอกาสไปรับตำแหน่งผู้ช่วยเลขานุการ ประจำสถานอัครราชทูตไทย ณ กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส รับราชการที่สถานทูตแห่งนั้นได้ 6 ปีเต็ม แล้วได้ย้ายไปประจำการในสถานอัครราชทูตไทย ณ กรุงลอนดอน สหราชอาณาจักร เมื่อครั้งยังรับราชการอยู่ที่กรุงปารีส หลวงวิจิตรวาทการ ร่วมประชุมกับผู้ก่อตั้งคณะราษฏร์ แต่ท่านมิได้เข้าร่วมคณะราษฎร์ เพราะท่านไม่เห็นด้วยกับปรัชญาและแนวโน้มด้านลัทธิคอมมิวนิสต์ของท่านปรีดี พนมยงค์ และต้องการปกป้องยึดมั่นสถาบันพระมหากษัตริย์ไว้ภายใต้รัฐธรรมนูญ ท่านจึงก่อตั้ง "คณะชาติ" ขึ้นมาเพื่อหมายจะเปรียบเทียบกับคณะราษฎร์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จเท่าเทียมคณะราษฏร์ หลังจากรับราชการต่อที่กรุงลอนดอน หลวงวิจิตรวาทการ จึงกลับมาร่วมงานวางแผนรัฐประหารกับคณะราษฏร์ที่ประเทศไทย ร่วมก่อการรัฐประหารโดยมิได้เอาชื่อเข้าคณะรัฐประหารเป็นทางการ

ภายหลังการเปลี่ยนแปลงการปกครอง หลวงวิจิตรวาทการ ซึ่งขณะนั้นมียศเป็น อำมาตย์โท และดำรงตำแหน่งผู้ช่วยอธิบดีกรมการเมือง กระทรวงการต่างประเทศ ได้ถูกปลดออกจากราชการเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2475[3] แต่ในภายหลังได้กลับเข้ารับราชการพร้อมกับโอนมารับราชการที่ กระทรวงธรรมการ ก่อนจะมีพระบรมราชโองการโปรดเกล้าฯ แต่งตั้งให้เป็นผู้รั้งตำแหน่งอธิบดีกรมศิลปากรเมื่อวันที่ 19 เมษายน พ.ศ. 2477[4]ต่อมาได้ดำรงตำแหน่งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงต่างประเทศแทนจอมพล แปลก พิบูลสงคราม เมื่อวันที่ 19 มิถุนายน พ.ศ. 2485[5]เมื่อเกิดสงครามโลกครั้งที่สอง ประเทศญี่ปุ่นได้ทำลายประเทศจีนและประเทศอื่นๆในทวีปเอเซียและเข้าประชิดเตรียมรุกรานประเทศไทย หลวงวิจิตรวาทการปรึกษากับนายกรัฐมนตรี จอมพล แปลก พิบูลสงคราม ทั้งสองตัดสินว่า เพื่อป้องกันประเทศไทย มิให้ถูกทำลายโดยกองทัพญี่ปุ่น ประเทศไทยควรยินยอมให้ประเทศญี่ปุ่นเดินทัพผ่านไปสู่แหลมมลายู และให้ดำรงอิสรภาพของประเทศไทยเป็นการตอบแทน หลวงวิจิตรวาทการ สละตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงต่างประเทศ ไปเป็นเอกอัครราชทูตประจำกรุงโตเกียวที่ประเทศญี่ปุ่นแทนนาย ดิเรก ชัยนาม เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2486[6]ในระยะสงครามโลกครั้งที่สองนี้ ประเทศญี่ปุ่นได้ตอบแทนมิตรภาพของประเทศไทย โดยช่วยเหลือให้ประเทศไทยรบยึดคืนแผ่นดินที่ได้สูญเสียแก่ประเทศอังกฤษและฝรั่งเศสในประวัติศาสตร์

เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง ด้วยความพ่ายแพ้ของประเทศญี่ปุ่น หลวงวิจิตรวาทการ เอกอัครราชทูตไทยประจำประเทศญี่ปุ่น รวมทั้งเอกอัครราชทูตเยอรมันและเอกอัครราชทูตอิตาลี จึงถูกแม่ทัพอเมริกันนายพล ดักลาส แมคอาเธอร์ สั่งจับเข้าที่คุมขัง คุณหญิงวิจิตรวาทการได้เข้าอธิบายต่อนายพลแมคอาเธอร์ว่าประเทศไทยนั้น จำเป็นต้องดำเนินนโยบายเพื่อดำรงอิสรภาพ และปกป้องคุ้มกันประเทศมิให้ญี่ปุ่นทำลาย นายพลแมคอาเธอร์เข้าใจและรับคำอธิบายของคุณหญิงวิจิตรวาทการ สั่งปลดปล่อยหลวงวิจิตรวาทการออกจากที่คุมขัง รวมทั้งจัดการมอบเครื่องบินอเมริกัน นำหลวงวิจิตรวาทการและข้าราชการประจำสถานทูตกลับเมืองไทย แต่เมื่อกลับมาถึงประเทศ รัฐบาลไทยภายใต้นายกรัฐมนตรีควง อภัยวงศ์ และความควบคุมของพันธมิตรอังกฤษฝรั่งเศสและอเมริกา จึงจับกุมหลวงวิจิตรวาทการเข้าที่คุมขังในฐานอาชญากรสงคราม

หลวงวิจิตรวาทการและจอมพล แปลก พิบูลสงคราม ถูกกล่าวหาเป็นอาชญากรสงคราม ฝ่ายอังกฤษและฝรั่งเศสต้องการให้ประหารชีวิตทั้งสองท่าน แต่พันธมิตรอเมริกา ยืนยันว่าต้องดำเนินการขึ้นศาลตัดสินความก่อน ศาลไทยตัดสินความโดยยกเลิกข้อฟ้องทั้งหมดในพระราชบัญญัติอาชญากรสงคราม และปลดปล่อยจอมพล แปลก พิบูลสงคราม หลวงวิจิตรวาทการ และนักโทษการเมืองอื่นๆ ออกจากที่คุมขัง กลับสู่อิสรภาพ

หลวงวิจิตรวาทการกลับมาใช้ชีวิตเป็นนักประพันธ์ แต่งสารคดีและนวนิยาย ประสบความสำเร็จเจริญรุ่งเรืองในชีวิตนอกการเมือง จนสามปีต่อมา จอมพล แปลก พิบูลสงคราม และหลวงวิจิตรวาทการ ร่วมปรึกษาวางแผนปฏิวัติยึดอำนาจกลับคืนสำเร็จ

หลวงวิจิตรวาทการจึงกลับสู่สภาวะนักการเมือง ดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงคลัง รัฐมนตรีว่าการกระทรวงคมนาคม รัฐมนตรีว่าการกระทรวงพาณิชย์ ในรัฐบาลของจอมพล แปลก พิบูลสงคราม ภายหลังเป็นเอกอัครราชทูตประจำประเทศอินเดีย และประเทศสวิตเซอร์แลนด์ และดำรงตำแหน่ง ปลัดบัญชาการสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาลของ จอมพลสฤษดิ์ ธนะรัชต์

บทบาทสำคัญที่สุดของหลวงวิจิตรวาทการ ในฐานะนักการเมืองและนักชาตินิยม คือเป็นต้นความคิด ในการเปลี่ยนแปลงชื่อของประเทศสยาม เป็นประเทศไทย หลวงวิจิตรวาทการเป็นนักประวัติศาสตร์ ที่รอบรู้ประวัติของชนชาติไทย ตั้งแต่ตั้งรากฐานอยู่ที่ Caspian Sea ใกล้ประเทศรัสเซีย และอพยพเข้าสู่เขตยูนานก่อนชนชาติจีน ถูกชนชาติจีนบุกรุกผลักดันลงสู่ทิศใต้ จนถึงแดนสุวรรณภูมิ มีจำนวนชนชาวไทยทั้งหมดในขณะนั้น ประมาณ30ล้านคน ส่วนใหญ่อยู่ในประเทศสยาม ท่านจึงนำเรื่องขึ้นเสนอต่อจอมพล แปลก พิบูลสงคราม ว่าสมควรเปลี่ยนชื่อประเทศ จากประเทศสยาม เป็นประเทศไทย จอมพล แปลก พิบูลสงคราม จึงแต่งตั้งหลวงวิจิตรวาทการให้เป็นประธานคณะกรรมการ นำเรื่องเปลี่ยนชื่อประเทศขึ้นสู่สภาผู้แทน และสภาผู้แทนแห่งประเทศสยาม จึงลงเสียง เปลี่ยนชื่อประเทศสยาม เป็นประเทศไทย

หลวงวิจิตรวาทการถึงแก่อนิจกรรมเมื่อวันที่ 31 มีนาคม พ.ศ. 2505