Suhartoyo pernah bertugas jadi Wakil Ketua Pengadilan Negeri Jakarta Timur (2010-2011), dan Ketua Pengadilan Negeri Jakarta Selatan (2011). Pada tahun 2011, Suhartoyo naik pangkat menjadi Hakim Pengadilan Tinggi Denpasar.
Pada Desember 2012, panitia seleksi mengumumkan Suhartoyo sebagai Hakim Konstitusi usulan MA menggantikan Ahmad Fadlil Sumadi, yang tidak dipilih lagi.
Penunjukan Suhartoyo menuai kontroversi dari beberapa pihak. Bahkan, mantan Hakim Konstitusi, Maruarar Siahaan dan Harjono, berpandangan bahwa Fadlil lebih layak untuk menjadi Hakim Konstitusi karena pengalamannya sebagai panitera MK dan hakim satu periode.
Ketua Pansel sekaligus Wakil Ketua MA Bidang Non-Yudisial Suwardi mempertahankan Suhartoyo, meskipun pihak Komisi Yudisial (KY) pun mengajukan protes.
KY juga membuka investigasi formal atas peran Suhartoyo dalam pembebasan tersangka BLBI Sudjiono Timan, dan klaim bahwa ia sering bepergian ke luar negeri.