回到台南府城北区大港寮定居。1998年以无党籍参选台南市议员并当选，陈亭妃以唯一一席妇女保障名额排挤掉当时最高票落选人谢龙介，之后加入民进党并连任两届分别为该选区第二高票、第一高票（2002-2008）。2008年参选立法委员，以些微票数击败国民党的王昱婷，象征性的一战翻转使中国国民党在台南市接班出现大断层。2012年以13万余票连任。 其妹陈怡珍也当选2010年台南市北区市议员选举，并于2014年成功连任。2016年立委选举时，陈亭妃以全国第二高票顺利连任立委。2017年4月宣布参选民主进步党台南市长