I perioden 2001–2005 var Jensen nestleder i partiets gruppestyre på Stortinget. I 2005 overtok hun som parlamentarisk leder etter Hagen, som ble Stortingets visepresident. Da det ble klart at Hagen ville tre tilbake som partiformann, ble Jensen valgt til formann fot FrP på landsmøtet våren 2006. Tittelen «formann» ble endret til «leder» på landsmøtet i 2009. Valget ble det beste for partiet noensinne med 22,9 prosent av stemmene. Etter stortingsvalget i 2013 gikk FrP og Siv Jensen inn i regjering sammen med Høyre. I stortingsvalget 2017 ble det borgerlige flertallet gjenvalgt, men med svekket oppslutning og man var avhengig av Venstre og KrF som støttepartier i Stortinget.