อารยะ ชุมดวง ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดสุโขทัย ครั้งแรกในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2526 สังกัดพรรคปวงชนชาวไทย สมัยที่สอง ในปี พ.ศ. 2529 สังกัดพรรคสหประชาธิปไตย สมัยที่สาม ในปี พ.ศ. 2535/2 และสมัยที่สี่ พ.ศ. 2539 สังกัดพรรคมวลชน อารยะ ชุมดวง เคยเป็นเลขาธิการพรรคมวลชน ในช่วงที่มีร้อยตำรวจเอกเฉลิม อยู่บำรุง เป็นหัวหน้าพรรค และเป็น 1 ใน 2 ส.ส.ของพรรคมวลชน ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2539 ต่อมาได้ย้ายมาสังกัดพรรคชาติไทย และพรรคชาติไทยพัฒนา และได้รับเลือกตั้งเป็นสมัยที่ 5 ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2550

ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 นายอารยะ ได้ลงสมัครในเขตเลือกตั้งที่ 4 จังหวัดสุโขทัย แต่พ่ายให้แก่นายมนู พุประเสริฐ ผู้สมัครจากพรรคภูมิใจไทย ซึ่งในระหว่างการหาเสียงเลือกตั้ง ได้มีการกล่าวหาว่านายอารยะ เกี่ยวข้องกับการยิงปืนใส่บ้านผู้สมัครจากพรรคภูมิใจไทย ซึ่งเขาปฏิเสธ[1]