Pada tahun 2015, Suhartoyo diangkat sebagai hakim konstitusi menggantikan Ahmad Fadlil Sumadi. Ia kemudian dilantik oleh Presiden Joko Widodo pada 17 Januari 2015.
Keberadaannya di MK semakin diperkuat ketika Mahkamah Agung memperpanjang masa jabatannya pada tahun 2020.
Peran Kunci dalam Pilkada 2024
Sebagai Ketua MK, Suhartoyo memimpin sidang sengketa hasil Pilkada 2024. Sidang putusan dismissal dimulai pada 5 Februari 2025 dan berlangsung secara terbuka.
“Persidangan untuk pengucapan ketetapan dan putusan dalam perkara PHPU gubernur, bupati, dan wali kota dibuka dan dinyatakan terbuka untuk umum,” ujarnya dalam sidang.