Η Τζίλενχαλ είναι πολιτικά ενεργή. Στην 18η Απονομή των Βραβείων Independent Spirit το 2002, τάχθηκε κατά του Πολέμου του Ιράκ, δηλώνοντας ότι ο λόγος της εισβολής ήταν «το πετρέλαιο και ο ιμπεριαλισμός». Η Τζίλενχαλ συμμετείχε στην καμπάνια «Καλλιτέχνες Ενωμένοι για τη Νίκη χωρίς Πόλεμο (Artists United to Win Without War)», η οποία ξεκίνησε από τον Ρόμπερτ Γκρίνγουολντ με σκοπό την προώθηση του προοδευτισμού και την εναντίωση στον Πόλεμο του Ιράκ. Αυτή και ο αδερφός της γύρισαν μια διαφήμιση για τη μη κυβερνητική οργάνωση "Rock the Vote", η οποία έχει ως στόχο την ενδυνάμωση της πολιτικής δύναμης των νέων. Ακόμη, οι δυο τους επισκέφθηκαν το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια για να ενθαρρύνουν τους μαθητές να ψηφίσουν στις Αμερικανικές Προεδρικές Εκλογές του 2004, στις οποίες η ίδια υποστήριζε το Δημοκράτη Τζον Κέρι. Η Τζίλενχαλ υποστήριζε, επίσης, τον Μπαράκ Ομπάμα στις Εκλογές του 2008. Ακόμη, υποστηρίζει την Αμερικανική Ένωση Πολιτικών Ελευθεριών (American Civil Liberties Union), μια μη κυβερνητική οργάνωση που έχει ως στόχο την υπεράσπιση των δικαιωμάτων και ελευθεριών των πολιτών στις Ηνωμένες Πολιτείες. Την ίδια οργάνωση υποστηρίζει και η οικογένειά της.