Hun ble i 2010 medlem av José Manuel Barrosos andre Europakommisjon, Barroso-kommisjonen, med ansvar for internasjonalt samarbeid, humanitær bistand og krisehåndtering. Georgieva var fra 1. november 2014 til 2017 én av sju visepresidenter i Juncker-kommisjonen og hadde ansvar for budsjett og menneskelige ressurser.