Seit Januar 2018 ist Katharina Willkomm ordentliches Mitglied im Ausschuss für Recht und Verbraucherschutz des Bundestages und im Wahlprüfungsausschuss. Darüber hinaus ist sie stellvertretendes Mitglied im Ausschuss für Gesundheit sowie im 1. Untersuchungsausschuss der 19. Wahlperiode des deutschen Bundestages zum Anschlag auf dem Berliner Breitscheidplatz am 19. Dezember 2016. Im Januar 2019 wechselte Willkomm als stellvertretendes Mitglied vom Petitionsausschuss in den Ausschuss Digitale Agenda und ist zudem noch stellvertretendes Mitglied des Wahlausschusses.