Fyrstu árin eftir útskrift gegndi hann verkfræðistörfum fyrir ýmsa opinbera aðila og sinnti kennslu. Árið 1931 stofnaði hann eigin verkfræðistofu, fyrstu almennu verkfræðistofuna hér á landi. Verkfræðistofa Sigurðar Thoroddsen kom að fjölda stórframkvæmda, meðal annars á sviði raforkumála og eru Sigurði eignaðar margar af stærstu og metnaðarfyllstu áætlunum á sviði virkjanamála hérlendis, þótt ekki hafi þær allar komið til framkvæmda.
Sigurður var af róttæku fólki kominn og hneigðist snemma til sósíalisma. Hann var kjörinn á Alþingi fyrir Sósíalistaflokkinn árið 1942. Ekki átti þingmennskan þó vel við hann og dró hann sig í hlé eftir eitt kjörtímabil. Systir Sigurðar, Katrín Thoroddsen, sat á þingi sem varamaður um nokkurra vikna skeið árið 1945 og voru þau systkinin því samtíða á þingi.
Sigurður var tvíkvæntur, eignaðist átta börn, fjögur með hvorri konu, þar á meðal ljóðskáldið Dag Sigurðarson, rithöfundinn Halldóru Kristínu Thoroddsen, leikkonuna Guðbjörgu Thoroddsen, og kvikmyndaleikstjórann Ásdísi Thoroddsen. Hann var afi stjórnmálamannsins Katrínar Jakobsdóttur.
Árið 1982 kom út endurminningabók Sigurðar, Eins og gengur.
Heimildir og ítarefni
Sigurður Thoroddsen (1984). Eins og gengur. Endurminningar. Mál og menning, Reykjavík.
Sveinn Þórðarson. „Sigurður Skúlason Thoroddsen“. Frumherjar í verkfræði á Íslandi. Verkfræðingafélag íslands, Reykjavík, 2002: bls. 203-207. .