พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ เกิดเมื่อวันพฤสหัสบดีที่ 7 ธันวาคม พ.ศ. 2476 ที่ตำบลห้วยคันแหลน อำเภอวิเศษชัยชาญ จังหวัดอ่างทอง เป็นบุตรของนายเซ้ง กับนางกี เปาอินทร์ และเป็นอดีตสารวัตรใหญ่ สน.สำเหร่
พล.ต.ท.วิโรจน์ สมรสกับนางวินิจ เปาอินทร์ ผู้พิพากษาสมทบ ศาลเด็กจังหวัดพระนครศรีอยุธยา มีบุตรชาย 4 คน และบุตรสาว 2 คน
พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ เคยเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดอ่างทองจากการเลือกตั้งในปี พ.ศ. 2538 2539 และ 2544
เคยสังกัดพรรคประชากรไทย และพรรคชาติไทย ต่อมาได้รับแต่งตั้งเป็นกรรมการในคณะกรรมการตรวจสอบทรัพย์สินของคณะรักษาความสงบเรียบร้อยแห่งชาติ (รสช.)
และก่อนที่เกษียณอายุ ได้รับแต่งตั้งเป็นรัฐมนตรี 2 สมัย คือ รัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงมหาดไทย ในรัฐบาลของพลเอกสุจินดา คราประยูร และเป็นรองนายกรัฐมนตรีในรัฐบาลนายชวน หลีกภัย (ครม.ชุดที่ 2) ระหว่างปี 2542 - 2544 แต่ในการเลือกตั้งในปี พ.ศ. 2548 พลตำรวจโทวิโรจน์ เปาอินทร์ กลับพ่ายการเลือกตั้งให้กับนางสาวเพ็ญชิสา หงษ์อุปถัมภ์ชัย ผู้สมัครหน้าใหม่จากพรรคไทยรักไทย
ในการเลือกตั้งเมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2550 พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ ลงสมัคร สส. ในระบบสัดส่วนลำดับที่ 5 ของกลุ่มที่ 7 ในสังกัดพรรคพลังประชาชน แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง
ต่อมาในปี 2552 ได้รับเชิญให้ร่วมเป็นกรรมการตรวจสอบข้อเท็จจริงกรณีเหตุการณ์ทางการเมืองที่เกี่ยวข้องกับรัฐสภา และได้เข้าร่วมงานกับพรรคเพื่อไทย และรับตำแหน่งรองหัวหน้าพรรค
จากนั้นในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ ได้ลงสมัคร สส.ระบบบัญชีรายชื่อ ลำดับที่ 17 ของพรรคเพื่อไทยด้วย ได้ร่วมเป็นกรรมการในคณะกรรมการประสานงานสภาผู้แทนราษฎร โดยดำรงตำแหน่งรองประธานคณะกรรมการคนที่ 4 ในรัฐบาลยิ่งลักษณ์ ชินวัตร และเป็นประธานคณะกรรมาธิการการป้องกันและปราบปรามการทุจริตประพฤติมิชอบ สภาผู้แทนราษฎร
ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2555 ได้รับแต่งตั้งจากกรรมการบริหารพรรคให้ทำหน้าที่รักษาการหัวหน้าพรรคเพื่อไทย แทนยงยุทธ วิชัยดิษฐ ที่ลาออกจากตำแหน่งเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2555 และในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2557 เขาได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย ลำดับที่ 119
พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ ได้รับมอบหมายให้ทำหน้าที่เป็นประธานคณะกรรมการสรรหาผู้สมัครรับเลือกตั้ง ประธานคณะกรรมการตรวจสอบข้อเท็จจริงกรณี สส. ไม่ปฏิบัติตามมติพรรคร่วมฝ่ายค้านของพรรคเพื่อไทย
ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2566 พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ ได้สมัครรับเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย ลำดับที่ 1 และได้รับการเลือกตั้ง ทั้งนี้ เนื่องจากเป็นผู้ที่มีอายุมากที่สุดของสภาผู้แทนราษฎรไทย ชุดที่ 26 เขาจึงเป็นประธานชั่วคราวในการประชุมสภาผู้แทนราษฎรครั้งแรก เพื่อเลือกประธานและรองประธานสภาฯ ต่อไป
และล่าสุด 30 ต.ค. 68 นายก่อแก้ว พิกุลทอง สส. แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคเพื่อไทย โพสต์เฟซบุ๊กส่วนตัว เปิดเผยข่าวเศร้า ถึงการจากไปของ พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์ โดยระบุข้อความว่า
"ขอแสดงความเสียใจอย่างยิ่งต่อการจากไปของ 'พลตำรวจโท วิโรจน์ เปาอินทร์' อดีตหัวหน้าพรรคเพื่อไทยช่วง 2557-2562 และ ส.ส.บัญชีรายชื่อชุดปัจจุบัน ท่านเป็นผู้ใหญ่ที่น่าเคารพนับถือมาก เมตตาต่อน้อง ๆ ในพรรคทุกคน คอยแนะนำข้อกฎหมายต่าง ๆ ตลอดมา"
"ท่านเป็นหัวหน้าพรรค ในช่วงที่ คสช.ยึดอำนาจ จึงต้องแบกรับแรงกดดันมหาศาลจากเผด็จการทหาร แต่ท่านวิโรจน์ และท่านภูมิธรรม (เลขาพรรคในขณะนั้น) แสดงจุดยืนของพรรค ในการไม่ยอมรับการยึดอำนาจและเรียกร้องให้คืนอำนาจสู่ประชาชนไทยโดยเร็ว และสามารถช่วยประคองพรรคเพื่อไทย ให้ผ่านสถานการณ์ช่วงนั้นด้วยดี"
"ผมจะเก็บความทรงจำและคุณงามความดีของท่านไว้ตลอดไป สุดท้ายนี้ขอให้ดวงวิญญาณของท่านได้พักผ่อนในที่สงบ และสู่สุคติในสัมปรายภพครับ"