سید شمس‌الدین حسینی در فاصله‌ی سال‌های ۱۳۸۷ تا ۱۳۹۲ به عنوان وزیر امور اقتصاد و دارایی در دولت احمدی‌نژاد حضور داشت. در جریان بررسی پرونده بابک زنجانی نیز نام او چندین بار مطرح شد. برای مثال، گفته شد که در جلسه‌ای که تیرماه ۱۳۹۱ برگزار شد، حاضر بوده است. دیگر حاضرین این جلسه محرمانه، حیدر مصلحی، رستم قاسمی، مهدی غضنفری، محمود بهمنی و بابک زنجانی بودند.
در این جلسه تصویب شد که «۱۴.۵ درصد منابع ارزی حاصل از فروش نفت به حساب نخستین بانک سرمایه‌گذاری اسلامی (FIIB) واریز شود». این بانک به بابک زنجانی تعلق داشت.
امیرعباس سلطانی، عضو کمیته پیگیری پرونده بابک زنجانی در مجلس شورای اسلامی در این‌باره در سال ۱۳۹۵ به روزنامه شرق گفت: «خود بابک زنجانی در کمیسیون انرژی گفته و نوار آن هم موجود است که می‌گوید من را به بانک مرکزی دعوت کردند و وزیر اطلاعات، وزیر صنعت، معدن و تجارت، وزیر نفت، وزیر اقتصاد و رئیس‌کل بانک مرکزی دو ساعت پشت درهای بسته مذاکره کردند و بعد گفتند باید این قرارداد را ببندید».
*پرونده ویکی‌فساد درباره بابک زنجانی
به گفته‌ی سلطانی، حیدر مصلحی (وزیر اطلاعات)، علیرضا محرابیان (وزیر صنعت، معدن و تجارت)، رستم قاسمی (وزیر نفت)، سید شمس‌الدین حسینی (وزیر اقتصاد) و محمود بهمنی (رئیس کل بانک مرکزی) پنج مقام دولت احمدی‌نژاد هستند که نقش پررنگی در پرونده بابک زنجانی داشته‌اند.
*پرونده ویکی‌فساد درباره رستم قاسمی
با این حال، شمس‌الدین حسینی آبان ماه ۱۳۹۲ در یک برنامه زنده تلویزیونی گفت که بابک زنجانی را نمی‌شناسد.
نام شمس‌الدین حسینی در دوران وزارت با پرونده فساد دیگری نیز گره خورد. پس از افشای فساد مالی سه هزار میلیارد تومانی، استیضاح او اعلام وصول شد و او در تاریخ ۱۰ آبان ۱۳۹۰ برای دفاع از خود در مجلس حاضر شد.
در این جلسه، نمایندگان مجلس از عملکرد او در ارتباط با اختلاس صورت گرفته انتقاد کرده و تاکید کردند که بهتر بود او استعفا می‌داد.
احمد توکلی، رئیس مرکز پژوهش‌های مجلس نیز در جلسه استیضاح گفت: «مردم توقع نداشتند در دولت اصولگرا رکورد رانت‌خواری زده شود».
سید شمس‌الدین حسینی اما در جریان دفاع از خود در مجلس گفت: «من به این دلیل از مسئولیتم استعفا ندادم چون این تخلف ۳۰۰۰ میلیارد تومانی در زمان مسئولیت من انجام شده و باید آن را جبران کنم».
درنهایت اما سید شمس‌الدین حسینی در مقام وزارت امور اقتصادی و دارایی ابقا شد و تا پایان دولت احمدی‌نژاد در سمت خود باقی ماند.
او در مصاحبه‌ای در سال ۱۳۹۷ درباره محمود خاوری (رئیس اسبق بانک ملی و یکی از متهمان پرونده سه هزار میلیاردتومانی که به کانادا گریخت) گفت: «طبیعی است که آقای خاوری و حتی آقای جهرمی به خوزستان احضار شدند و بعد پرونده به تهران آمد. اینها مطلع بودند و می‌بردند و می‌آوردند. موقعی که من وزارت اقتصاد رفتم یکی از کارهایی که کردم همین بود. گفتم کسانی که حکم از وزیر می‌گیرند، چون باید به من پاسخگو باشند، می‌خواهند به خارج از کشور بروند باید من در جریان باشم. قبل از آن این مسئله رسم نبود[…] آقای خاوری فکر می‌کنم آقای سیف هم بودند، ما بانکی در لندن داریم که به آن… می‌گویند، عضو هیئت مدیره آنجا هم بود، چون بانک ملی سهامدار است این درخواست آمد و من گفتم طبق روال استعلام از کمیته سه نفره ریاست جمهوری کنید که آنجا نماینده وزیر اطلاعات هم هست. یک نماینده مجلس هم هست. آنها هم مجوز این بنده خدا را داده بودند. حتی بعد از این که این اتفاقات افتاد مدیر حراست وقت بانک ملی را احضار کردم و جریان را پرسیدم. گفت موقعی که می‌خواست برود از من پرسید که ممنوع‌الخروج هستم یا خیر. ما پرسیدیم و گفتند ممنوع‌الخروج هم نیستند پس ایشان برای یک ماموریت رسمی با اخذ مجوز از مراجع ذیربط رفته ولی برنگشته است».
پرونده ویکی‌فساد درباره مه‌آفرید امیرخسروی، متهم ردیف اول اختلاس سه هزار میلیارد تومانی
سید شمس‌الدین حسینی از خرداد ۱۳۹۹ به عنوان نماینده حوزه انتخابیه تنکابن، رامسر و عباس‌آباد در مجلس شورای اسلامی حضور دارد.
در کارنامه شمس‌الدین حسینی سوابق مدیریتی و اجرایی زیر دیده می‌شود:
- مدیر کلی حوزه ریاست و بین‌الملل سازمان برنامه و بودجه (۱۳۷۴ تا ۱۳۷۷)
- هماهنگ‌کننده ملی پروژه‌های دفتر عمران سازمان ملل متحد (۱۳۷۵ تا ۱۳۷۷)
- دبیر کمیسیون‌های مشترک همکاری ایران با کشورهای کره جنوبی و مالزی
- مدیر کلی دفتر بین‌الملل و روابط عمومی وزارت نیرو (۱۳۷۷تا ۱۳۸۱)
- مدیر کلی دفتر مطالعات اقتصادی وزارت بازرگانی (۱۳۸۱تا ۱۳۸۷)
- معاونت وزیر کار و رفاه اجتماعی (۱۳۸۷)
- وزیر اقتصاد و امور دارایی (۱۳۸۷ تا ۱۳۹۲)
- رئیس گروه منافع و اقتصاد دفاع مرکز تحقیقات استراتژیک ستاد کل نیروهای مسلح از سال ۱۳۹۲
- نماینده مجلس یازدهم از سال ۱۳۹۹ تاکنون