W wyborach parlamentarnych w 2007 startowała do Sejmu w okręgu gdańskim, uzyskując 9495 głosów. Mandat posłanki na Sejm VI kadencji objęła 24 czerwca 2009 w miejsce Jarosława Wałęsy, który został wybrany do Parlamentu Europejskiego. W 2010 została przewodniczącą Platformy Obywatelskiej w Gdańsku, funkcję tę pełniła do 2021. W wyborach w 2011 z powodzeniem ubiegała się o reelekcję, dostała 16 117 głosów. W czasie VII kadencji Sejmu pełniła funkcję przewodniczącej Komisji do Spraw Unii Europejskiej. W 2015 została wiceprzewodniczącą PO w województwie pomorskim. W wyborach w tym samym roku po raz trzeci została posłanką, otrzymując 22 196 głosów. W Sejmie VIII kadencji została zastępczynią przewodniczącego Komisji do Spraw Unii Europejskiej. Pod koniec 2017 została członkiem zarządu krajowego Platformy Obywatelskiej.
W wyborach w 2019 z powodzeniem ubiegała się o poselską reelekcję z ramienia Koalicji Obywatelskiej, otrzymując 39 103 głosy. W 2021 bezskutecznie kandydowała na przewodniczącą PO w województwie pomorskim, przegrywając z marszałkiem województwa Mieczysławem Strukiem. W 2022 została wiceprzewodniczącą związanej z Europejską Partią Ludową organizacji EPP Women.