W 2009 została wybrana na posłankę do Zgromadzenia Narodowego 41. kadencji z ramienia Ruchu na rzecz Praw i Wolności. W 2013 z powodzeniem ubiegała się o reelekcję na 42. kadencję. W tym samym roku objęła urząd ministra środowiska i gospodarki wodnej w gabinecie Płamena Oreszarskiego. W wyborach w 2014 kandydowała do Europarlamentu, zajmując pierwsze niemandatowe miejsce na liście swojego ugrupowania. Miejsce w PE VIII kadencji uzyskała jednak po rezygnacji Delana Peewskiego z jego objęcia. W 2019 utrzymała mandat europosłanki na kolejną kadencję (również po rezygnacji z jego objęcia przez wyprzedzającego ją kandydata). W wyborach z kwietnia 2021 wybrana do krajowego parlamentu, zdecydowała się jednak zrezygnować z zasiadania w nim i pozostać w PE. W wyborach prezydenckich z listopada 2021 kandydowała na wiceprezydenta (kandydatem na prezydenta był Mustafa Karadajy); w pierwszej turze głosowania para zajęła trzecie miejsce z wynikiem 11,6% głosów.