Sebagian besar kariernya di militer dihabiskan di Kopassandha TNI AD. Di sana, ia memegang berbagai jabatan, termasuk sebagai Komandan pertama Detasemen 81. Selain itu, ia juga menghadapi berbagai medan tempur dan menjabat sebagai Komandan Grup 3 Kopassandha, Komandan Pusat Kesenjataan Infanteri (Pussenif), dan Komandan Pendidikan dan Latihan (Kodiklat) TNI Angkatan Darat.
Luhut Binsar Pandjaitan memasuki dunia politik pada tahun 1999 sebagai Duta Besar Republik Indonesia untuk Republik Singapura yang diangkat oleh Presiden B.J. Habibie.
Dalam tiga bulan pertama masa jabatannya, ia berhasil memulihkan hubungan antara kedua negara. Namun, pada masa pemerintahan Presiden Abdurrahman Wahid (Gus Dur), Luhut dipanggil kembali dari Singapura sebelum masa jabatannya selesai.
Gus Dur kemudian menunjuk Luhut sebagai Menteri Perdagangan dan Industri Republik Indonesia (RI). Namun, ketika Megawati ingin mengangkatnya kembali sebagai menteri, Luhut menolaknya karena menghormati Gus Dur.
Pada tanggal 31 Desember 2014, Luhut diangkat menjadi Kepala Staf Kepresidenan Indonesia oleh Presiden Jokowi. Setahun kemudian, tepatnya pada 12 Agustus 2015, Presiden Jokowi menunjuk Luhut sebagai Menteri Koordinator bidang Politik, Hukum, dan Keamanan. Pada tanggal 15 Agustus 2016, Presiden Jokowi juga langsung menunjuk Luhut sebagai pejabat sementara (Plt) Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral.
Selain itu, Luhut Pandjaitan juga pernah memimpin beberapa program pemerintah, termasuk sebagai Ketua Komite Kereta Cepat Jakarta-Bandung, Ketua Dewan Sumber Daya Air Nasional, dan Koordinator PPKM Wilayah Jawa-Bali.