รับราชการแห่งแรกที่ สมช. ในตำแหน่งเจ้าหน้าที่วิเคราะห์ข้อมูล 3, ผู้อำนวยการกองความมั่นคงด้านเศรษฐกิจ, ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านความมั่นคงระหว่างประเทศ, ผู้อำนวยการสำนักความมั่นคงกิจการชายแดนและการป้องกันประเทศ (เจ้าหน้าที่วิเคราะห์นโยบายและแผน 9 บส), ผู้อำนวยการสำนักเจ้าหน้าที่นโยบายและแผน 9 สำนักความมั่นคงกิจการชายแดนและการป้องกันประเทศ วันที่ 29 มิถุนายน พ.ศ. 2549 ย้ายเป็น ที่ปรึกษาด้านการประสานกิจการความมั่นคง (เจ้าหน้าที่วิเคราะห์นโยบายและแผน 10 ชช)[1],วันที่ 27 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 ย้ายเป็น รองเลขาธิการสภาความมั่นคงแห่งชาติ[2] จนกระทั่งได้รับการแต่งตั้งเป็นเลขาธิการ สมช.เมื่อวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2552 ในรัฐบาลอภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ[3] แทน พล.ท.สุรพล เผื่อนอัยกา ที่ถูกย้ายไปเป็นที่ปรึกษานายกฯ ฝ่ายข้าราชการประจำเช่นกัน

ต่อมาวันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2554 รัฐบาลยิ่งลักษณ์ ชินวัตรมีคำสั่งนายกรัฐมนตรีให้ถวิลไปปฏิบัติหน้าที่ในตำแหน่งที่ปรึกษานายกรัฐมนตรี ต่อมาในวันที่ 31 พฤษภาคม พ.ศ. 2556 ศาลปกครองกลางได้มีคำสั่งให้เพิกถอนคำสั่งของสำนักนายกรัฐมนตรีดังกล่าว



อ้างอิงจาก  วิกิพีเดีย http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%96%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%A5_%E0%B9%80%E0%B8%9B%E0%B8%A5%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B8%A2%E0%B8%99%E0%B8%A8%E0%B8%A3%E0%B8%B5