Депутат Тюменской областной Думы VII созыва, заместитель Председателя Тюменской областной Думы, член постоянной комиссии по вопросам депутатской этики и регламентным процедурам.
18 сентября 2016 Владимир Сысоев был избран депутатом Государственной думы РФ VII созыва по федеральному списку от ЛДПР. В прошлом году уроженец Тюменской области впервые вошел в обновленный состав президентского резерва. Член фракции «Либерально-демократической партии России», заместитель председателя комитета ГД по природным ресурсам, природопользованию и экологии (в шестом созыве ГД).
11 января 2017 года на первом пленарном заседании весенней сессии Государственной Думы РФ Владимир Сысоев избран и утвержден в числе заместителей председателя комиссии ГД по правовому обеспечению развития организаций оборонно-промышленного комплекса России.
С 7 октября 2021 года - депутат Тюменской областной Думы VII созыва, заместитель Председателя Тюменской областной Думы, член постоянной комиссии по вопросам депутатской этики и регламентным процедурам.