อาณันย์ วัชโรทัย เคยทำงานการเมืองร่วมกับพรรคประชากรไทย[4] และพรรคความหวังใหม่ จึงมีความสนิทสนมกับพลเอก ชวลิต ยงใจยุทธ และนายสมัคร สุนทรเวช อีกทั้งยังเคยได้รับแต่งตั้งเป็นข้าราชการการเมืองในรัฐบาลของพรรคไทยรักไทย และมีความสนิทสนมกับพลเอก สนธิ บุญยรัตกลิน[5]

อาณันย์ วัชโรทัย ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบบัญชีรายชื่อ ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 สังกัดพรรคเพื่อไทย และในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย ลำดับที่ 123[6]

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2557 ได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกสภาปฏิรูปแห่งชาติ ดำรงตำแหน่งจนพ้นวาระและได้ถึงแก่กรรมในอีกไม่กี่ปีต่อมา