2005-2008 yılları arasında Yıldız Teknik Üniversitesi’nde yardımcı doçent olarak görev yapmıştır. 2008 yılında doçent, 2013 yılında ise profesör unvanını almıştır. Ayrıca, Yıldız Teknik Üniversitesi Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümünün kurucu bölüm başkanıdır. 2009-2013 yılları arasında aynı bölümün başkanlığını yapmış, bu süre zarfında birçok lisansüstü programının kurulmasına öncülük etmiştir.
2007-2010 yılları arasında Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı Enerji Alanı Türkiye Delegeliği görevini üstlenmiştir. Yıldız Teknik Üniversitesi Teknopark, BAP Koordinatörlüğü ve Bilim Uygulama ve Araştırma Merkezi Yönetim Kurulu üyeliklerinde de bulunmuştur. 2010-2013 yılları arasında YTÜ Sigma Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Editörlüğü görevini yürütmüştür.

Prof. Dr. Haluk Görgün, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü ve Rektör Yardımcılığı gibi önemli yönetim görevlerinde bulunmuştur. 2013 yılında Türkiye Bilimler Akademisi Asoşiye üyeliğine seçilmiştir. 2014-2018 yılları arasında Gebze Teknik Üniversitesi Rektörü olarak görev yapmış ve bu dönemde üniversite-sanayi iş birliğinde önemli katkılar sağlamıştır. Rektörlüğü sırasında, 2015, 2016, 2017 ve 2018 yıllarında Yılın Rektörü seçilmiştir.
Bilişim Vadisi’nde Yönetim Kurulu üyeliği yapmış olan Prof. Dr. Haluk Görgün, TÜBİTAK ve YÖK’te birçok komisyon ve kurulda görev almıştır. Ayrıca, Gebze Teknik Eğitim ve Araştırma Vakfı Mütevelli Heyeti ve Yönetim Kurulu Başkanlığı görevini üstlenmiştir. ODTÜ Mikroelektromekanik Sistemler Araştırma ve Uygulama Merkezi (MEMS) Yönetim Kurulu Üyeliği ve OSTİM Teknik Üniversitesi Mütevelli Heyeti Üyeliği gibi birçok kurumsal görevde de yer almaktadır.

Prof. Dr. Haluk Görgün, ilk kez 15 Mart 2017 tarihinde ASELSAN Yönetim Kurulu üyeliğine seçilmiştir. 2 Nisan 2018 tarihinde yapılan ASELSAN Olağan Genel Kurul Toplantısında Yönetim Kurulu Üyesi olarak yeniden seçilen Görgün, aynı gün yapılan toplantıda Yönetim Kurulu Başkanı olarak atanmıştır. 17 Nisan 2018 tarihli Yönetim Kurulu toplantısında, ASELSAN Genel Müdürü olarak atanmasına karar verilmiştir. Prof. Dr. Haluk Görgün, 27 Nisan 2018 tarihinden itibaren ASELSAN Genel Müdürü olarak görevine başlamıştır.
5 Haziran 2023 tarihinde Cumhurbaşkanımız Sayın Recep Tayyip Erdoğan, Savunma Sanayii Başkanlığı’na Prof. Dr. Haluk Görgün’ü atamıştır. Prof. Dr. Haluk Görgün, ayrıca Türk Silahlı Kuvvetleri Güçlendirme Vakfı Yönetim Kurulu Başkanlığı görevini sürdürmektedir.

ULAK Haberleşme A.Ş. Yönetim Kurulu Başkanıdır.