Il 12 dicembre 2016 diventa Sottosegretaria di Stato alla presidenza del Consiglio dei ministri con funzioni di segretario del Consiglio dei Ministri nel governo Gentiloni, diventando la prima donna ad aver mai ricoperto l'incarico. La sua nomina genera numerose polemiche, a causa delle sue precedenti dichiarazioni riguardo all'abbandono delle cariche politiche in caso di vittoria del "No" al referendum costituzionale. Le sono inoltre delegate le competenze in materia di attuazione e aggiornamento del programma di Governo, pari opportunità e Autorità amministrative indipendenti. Rieletta deputata alle elezioni politiche del 4 marzo 2018 nelle file del PD al "collegio maggioritario" di Bolzano, resta in carica come sottosegretaria per il disbrigo degli affari correnti fino al 1º giugno 2018.