Han var ordförande i Kronobergs socialdemokratiska partidistrikt 2000–2009. Han var ledamot i Utbildningsutskottet 1994–2002 och även politiskt sakkunnig och statssekreterare på Utbildningsdepartementet. Eneroth var också ordförande i den statliga utredning som genomförde en översyn av läroplanerna som styrinstrument 2001. Han var ordförande i Socialförsäkringsutskottet 2002-2006, och blev efter valet 2006 vice ordförande i samma utskott. Han efterträdde i februari 2008 Thomas Östros som Socialdemokraternas näringspolitiske talesman och blev samtidigt vice ordförande för Näringsutskottet. Efter riksdagsvalet 2010 blev han åter vice ordförande för Socialförsäkringsutskottet. Efter valet 2014 utsågs han till gruppledare för Socialdemokratiska riksdagsgruppen efter Mikael Damberg. Han är också ledamot av krigsdelegationen. Han är ledamot i den parlamentariska Socialförsäkringsutredningen samt i den pensionsgrupp som Socialdemokraterna och de borgerliga partierna tillsammans har för att hantera den blocköverskridande pensionsöverenskommelsen. Tomas Eneroth tidigare även varit ordförande i Lernia under fem år. Eneroth var också ledamot i styrelsen för Sveriges nätuniversitet under de första åren då Nätuniversitetet startades. Tomas Eneroth invaldes i Socialdemokratiska Partistyrelsen 2003 och blev invald i Verkställande Utskottet (VU) vid partikongressen 2009. Under våren 2011 omnämndes Tomas Eneroth som kandidat till partiledare för Socialdemokraterna i ett flertal medier.