W latach 2002–2007 zajmowała stanowisko wiceprzewodniczącej rady nadzorczej Górnośląskiej Agencji Rozwoju Regionalnego.
Działalność polityczna 16 listopada 2007 została zaprzysiężona na stanowisko ministra rozwoju regionalnego w pierwszym rządzie Donalda Tuska. Jej kandydaturę zgłosił Tomasz Tomczykiewicz (przewodniczący śląskiej PO) w porozumieniu z Janem Olbrychtem, który wcześniej odmówił objęcia tego stanowiska.
W wyborach parlamentarnych w 2011 została wybrana do Senatu jako bezpartyjna kandydatka z ramienia Platformy Obywatelskiej. Startując w okręgu wyborczym nr 75, otrzymała 48 281 głosów. W drugim rządzie Donalda Tuska zachowała stanowisko ministra rozwoju regionalnego. 27 listopada 2013 prezydent RP Bronisław Komorowski na wniosek premiera (zapowiedziany 20 listopada 2013) odwołał Elżbietę Bieńkowską z urzędu ministra rozwoju regionalnego. i powołał na urzędy wicepremiera oraz ministra infrastruktury i rozwoju..