อภิรดี ตันตราภรณ์ เริ่มทำงานในตำแหน่งเศรษฐกรตรี กรมเศรษฐกิจการพาณิชย์ กระทรวงพาณิชย์ และได้เลื่อนเป็นเศรษฐกรโทและเศรษฐกรเอกในเวลาต่อมา ต่อมาได้เลื่อนเป็นหัวหน้าฝ่ายการประชุมระหว่างประเทศ กองนโยบาย นอกจากนี้ยังได้รับเลือกให้เป็นผู้แทนไทยในการประชุมใหญ่ของสหประชาชาติว่าด้วยการค้าและการพัฒนาครั้งที่ 5 ที่ กรุงมะนิลา ,ผู้แทนไทยในการประชุมกลุ่ม 77 ประเทศกำลังพัฒนา ว่าด้วยการค้าและการพัฒนาที่อาร์เจนตินา ,ผู้แทนไทยในการประชุมสหประชาติ เพื่อจัดทำความตกลงเรื่องปอ ระหว่างประเทศ ที่เจนีวา กับบังคลาเทศ ,ผู้แทนไทยในการประชุมมนตรีองค์การกาแฟระหว่างประเทศที่ลอนดอน และเป็นที่ปรึกษาการพาณิชย์ของคณะผู้แทนถาวรไทยประจำองค์การสหประชาชาติ ณ นครเจนีวา ประเทศสวิสเซอร์แลนด์

ต่อมาเมื่อ พ.ศ. 2537 ได้ดำรงตำแหน่งรองอธิบดีกรมเศรษฐกิจการพาณิชย์ ในปี พ.ศ. 2540 เป็นที่ปรึกษาการพาณิชย์ พ.ศ. 2542 เป็นเอกอัครราชทูตผู้แทนถาวรไทยประจำองค์การการค้าโลก พ.ศ. 2545 เป็นอธิบดีกรมเศรษฐกิจการพาณิชย์ พ.ศ. 2548 เป็นอธิบดีกรมเจรจาการค้าระหว่างประเทศ พ.ศ. 2549 เป็นอธิบดีกรมการค้าต่างประเทศ พ.ศ. 2552 เป็นรองปลัดกระทรวงพาณิชย์ และได้เกษียณอายุราชการเมื่อวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2552[5]

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2557 อภิรดีได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงพานิชย์ ในรัฐบาลของพลเอกประยุทธ์ จันทร์โอชา[6] ต่อมาได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพาณิชย์ เมื่อวันที่ 19 สิงหาคม พ.ศ. 2558[7]