È stata poi dal 2007 al 2009 ministro danese per l'energia e il clima nei governi guidati da Anders Fogh Rasmussen e da Lars Løkke Rasmussen. In quanto tale, Hedegaard ha preparato e ospitato a Copenaghen la Conferenza ONU sui cambiamenti climatici 2009. Grazie al suo impegno, la politica danese per l'energia 2008-2011 è stata la prima nel mondo a puntare a una riduzione complessiva del consumo energetico, non solo delle emissioni di gas serra (-2% entro il 2011, -4% entro il 2020). Gli obiettivi comprendono un forte sviluppo delle energie rinnovabili, tasse più alte per chi emette gas serra, un raddoppiamento dei fondi per la ricerca sulle tecnologie energetiche, sostegno ai veicoli elettrici e ad idrogeno.