Madsen kom til Virke (da kjent som HSH) i 2002 fra PA Consulting Group. Her var hun partner og ansvarlig for området «People, Organisation & Change», som inkluderte strategiutvikling, omstilling, synergi- og kostnadseffektivisering av virksomheter i Norden og Europa. Under hennes ledelse har Virke vokst fra 9000 medlemmer i 2002 til over 21 000 medlemmer i 2017. Før dette var Madsen direktør i Statoil Marketing med ansvar for Business Support, samt ansvarlig for en rekke omstillingsprosjekter. Madsen var før dette organisasjons- og personalsjef i Kommunenes Sentralforbund (KS).