Từ năm 1997 đến năm 2003, Nguyễn Sĩ Dũng làm Giám đốc Trung tâm Thông tin, Thư viện và Nghiên cứu khoa học của Văn phòng Quốc hội Việt Nam.

Ngày 10 tháng 10 năm 2003, ông được Chủ tịch Quốc hội Việt Nam Nguyễn Văn An bổ nhiệm chức vụ Phó Chủ nhiệm Văn phòng Quốc hội Việt Nam cùng với ông Nguyễn Đức Hiền (Vụ trưởng Vụ Tổng hợp Văn phòng Quốc hội).[9]

Nguyễn Sĩ Dũng là thành viên Nhóm tư vấn của Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng nhiệm kỳ 2011-2016[4][5][10].

Ông từng là Chủ tịch Hội đồng khoa học của Văn phòng Quốc hội.[3][10]

Ông từng là Ủy viên thường trực Ban điều phối các dự án hợp tác quốc tế của Văn phòng Quốc hội.[3]

Ông từng là Thành viên Hội đồng biên tập của Tạp chí Nghiên cứu Lập pháp.[3]

Ông là Ủy viên thường trực Ban Biên tập Dự thảo sửa đổi Hiến pháp năm 1992.[10]

Ông từng là thư ký của ông Vũ Mão (1939-2020), Chủ nhiệm Văn phòng Quốc hội.[11]

Ông là Thành viên Ban soạn thảo Dự án Luật giao dịch điện tử, Dự án Luật ban hành văn bản quy phạm pháp luật, Dự án Luật tổ chức Quốc hội, Dự án Luật Tổ chức chính quyền địa phương, Luật Tổ chức Quốc hội.[3][10]

Từ tháng 3 năm 2016, ông nghỉ hưu.[12]

Từ ngày 28 tháng 05 năm 2018 đến nay, ông giữ chức vụ Giám đốc Trung tâm Hòa giải Việt Nam (VMC)[13]