หลังจากจบการศึกษา นายเดช บุญ-หลง ได้ประกอบธุรกิจบริษัท อุตสาหกรรมทอผ้าไทย จำกัด และเป็นศาสตราจารย์พิเศษ ประจำวิทยาลัยเทคโนโลยีและอาชีวศึกษา[3] ต่อมาในปี พ.ศ. 2532 ได้รับแต่งตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภา และได้รับแต่งตั้งเป็นที่ปรึกษานายกรัฐมนตรี (พลเอกสุจินดา คราประยูร)[4]

เข้าสู่แวดวงการเมือง ในปี พ.ศ. 2517 ด้วยการเป็นหนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้งพรรคชาติไทย โดยมีตำแหน่งเป็นเหรัญญิกพรรค[5] และได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดนครนายก ครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2535

ในปี พ.ศ. 2538 ได้รับการแต่งตั้งเป็นเลขาธิการนายกรัฐมนตรี (นายบรรหาร ศิลปอาชา) ต่อจากนั้นในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2544 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรชาติไทย[6] และในรัฐบาลของ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร ได้รับตำแหน่งรองนายกรัฐมนตรี และรัฐมนตรีว่าการกระทรวงแรงงานและสวัสดิการสังคม

ต่อมาในการเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภา พ.ศ. 2549 นายเดช บุญ-หลง ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภา จังหวัดนครนายก[7] ด้วยคะแนน 32,375 คะแนน