L'any 2012 va ser escollida magistrada del Tribunal Constitucional espanyol pel Congrés dels Diputats a proposta del Parlament de Catalunya. Va prendre possessió del càrrec el dia 23 de juliol. Durant el seu mandat es va posicionar a favor de validar la imparcialitat de l'aleshores president de l'organisme, Francisco Pérez de los Cobos, posada en dubte per la seva militància al Partit Popular mentre era magistrat del Tribunal. També en l'exercici d'aquesta responsabilitat va votar a favor d'acceptar a tràmit el recurs del Govern espanyol contra les dues modalitats de la consulta no referendària del 9 de novembre de 2014 convocada pel Govern de Catalunya sobre l'estatus polític de Catalunya en relació a Espanya i que va suposar la suspensió de la convocatòria i de la Llei de consultes. Va votar, juntament amb la resta de membres de l'organisme, a favor de l'anul·lació dels preceptes nuclears de la llei esmentada, així com de la declaració com a inconstitucional de la consulta del 9 de novembre. El setembre de 2016, davant la presentació de la ponència que ella mateixa realitzà sobre el recurs contra la Llei catalana de protecció dels animals, va exposar el seu posicionament contra la prohibició dels espectacles taurins a Catalunya, comptant amb el suport de la resta de magistrats.