พ.ญ.เพชรดาว โต๊ะมีนา เคยรับราชการในกระทรวงสาธารณสุข เป็นอดีตผู้อำนวยการศูนย์สุขภาพจิตที่ 15 รับผิดชอบพื้นที่สามจังหวัดชายแดนภาคใต้[3] ต่อมาเข้าสู่งานการเมืองโดยการลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรกรุงเทพมหานคร ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2544 สังกัดพรรคความหวังใหม่ แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง ต่อมาจึงได้รับแต่งตั้งเป็นผู้ชำนาญการประจำคณะกรรมาธิการการสาธารณสุข วุฒิสภา ในปี พ.ศ. 2545 - 2549

พ.ญ.เพชรดาว เคยลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภา 2 ครั้ง แต่ไม่ได้รับเลือก[3] คือ การเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2549 และการเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557

พ.ญ.เพชรดาว โต๊ะมีนา ได้รับการแต่งตั้งเป็นคณะกรรมการอิสระเพื่อความสมานฉันท์แห่งชาติ ในปี พ.ศ. 2548 และได้รับแต่งตั้งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการให้คำปรึกษาทางจิตวิทยาและการฟื้นฟูเหยื่อจากการก่อการร้ายองค์การสหประชาชาติ UNCCT United Nation Counter - Terrorism Center ตั้งแต่ปี 2558 ถึงปัจจุบัน

ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 พ.ญ.เพชรดาว ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรสมัยแรก ในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคภูมิใจไทย