พล.ต.อ.เสรีพิศุทธ์ จบจากโรงเรียนเตรียมทหาร รุ่น 8 โรงเรียนนายร้อยตำรวจ รุ่น 24 เคยรับราชการอยู่ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ต่อสู้กับฝ่ายคอมมิวนิสต์อย่างเข้มข้น ที่จังหวัดนครพนม ช่วง พ.ศ. 2520 จนได้รับการยกย่องว่าเป็น "วีรบุรุษนาแก"
พล.ต.อ.เสรีพิศุทธ์ เคยดำรงตำแหน่ง ผู้บังคับการกองปราบปราม เมื่อ พ.ศ. 2533-2534 สมัยพลเอก ชาติชาย ชุณหะวัณ เป็นนายกรัฐมนตรี และต้องพ้นจากตำแหน่ง ภายหลังเหตุการณ์รัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2534 เนื่องจากสนิทสนมกับ พลตรี มนูญกฤต รูปขจร ภายหลังจึงเปลี่ยนชื่อมาเป็น เสรีพิศุทธ์ นัยว่า เพื่อแก้เคล็ด

พล.ต.อ.เสรีพิศุทธ์ มีภาพลักษณ์เป็นนายตำรวจมือปราบที่ซื่อตรง ได้ฉายาว่า "มือปราบตงฉิน" ผู้มีอำนาจในหลายรัฐบาลมักเลือก พล.ต.อ.เสรีพิศุทธ์ ให้เข้ามาจับคดีอื้อฉาวที่สังคมและสื่อตั้งข้อสงสัย แต่ก็ได้รับผลกระทบจากการเมืองบ่อยครั้ง โดยมักถูกโยกย้ายไปอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ได้ควบคุมกำลัง เช่น ที่โรงเรียนนายร้อยตำรวจ หรือประจำกรมตำรวจ เป็นต้น
พล.ต.อ.เสรีพิศุทธ์ เตมียาเวส ดำรงตำแหน่งที่ปรึกษา สบ.10 ก่อนจะมารักษาการในตำแหน่ง รักษาการผู้บัญชาการตำรวจแห่งชาติ เมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 แทน พล.ต.อ.โกวิท วัฒนะ ที่ได้รับคำสั่งไปช่วยราชการสำนักนายกรัฐมนตรี