Après les élections fédérales de 2013 et la formation d'une grande coalition, elle est nommée secrétaire d'État au ministère de l'Économie et de l'Énergie. Elle est la première ancienne ministre qui a accepté cette position mineure. Dans un remaniement au 27 janvier 2017, elle est nommée ministre de l'Économie et de l'Énergie, en remplacent Sigmar Gabriel, nommé ministre des Affaires étrangères. Elle est la première femme à occuper cette position.