Hun ble medlem av SPD i 1988 og ble medlem av Nordrhein-Westfalens landdag i 1997. Schulze var fra 2010 til 2017 minister for innovasjon, vitenskap og forskning i Nordrhein-Westfalens regjering. I juni ble hun generalsekretær i delstatspartiet i Nordrhein-Westfalen.