Sunario merupakan satu-satunya tokoh yang berperan aktif dalam Kongres Pemuda II. Ia bahkan dipercaya sebagai penasehat panitia Kongres Pemuda II tahun 1928 dan membacakan makalah berjudul 'Pergerakan Pemuda dan Persatuan Indonesia'
Dikenal akan kecerdasannya, setelah Indonesia merdeka, Sunario bekerja sebagai anggota Badan Pekerja KNIP (Komite Nasional Indonesia Pusat). Kemudian, ia menjabat sebagai Menteri Luar Negeri pada 1953-1955.
Saat menjabat sebagai Menteri Luar Negeri, Sunario Sastrowardoyo pernah dipercaya sebagai delegasi Indonesia dalam Konferensi Asia Afrika di Bandung. Ia juga menandatangani Perjanjian tentang Dwi Kewarganegaraan etnis Cina dengan Chou En Lai.
Kemudian, di tahun 1956 Sunario Sastrowardoyo menjabat sebagai Duta Besar RI untuk Inggris. Ia juga diangkat sebagai guru besar politik dan hukum internasional lalu menjadi Rektor Universitas Diponegoro (1963 - 1966) dan menjadi Rektor IAIN Al-Jami'ah Al-Islamiyah Al-Hukumiyah (1960-1972).
Sunario Sastrowardoyo juga memprakarsai gedung Sumpah Pemuda milik Sie Kong Liang untuk dikelola oleh Gubernur DKI. Sebab, gedung tersebut telah berganti-ganti penyewa sehingga harus menjadi saksi lahirnya peristiwa Sumpah Pemuda.
Ia meninggal dunia pada 18 Mei 1997 atau pada usia 94 tahun di RS Medistra, Jakarta. Sunario Sastrowardoyo pun dimakamkan di Taman Makam Pahlawan Kalibata, Jakarta Selatan.