Hillestad var leder for Senterpartiets studentlag 1980–1985, nestleder i Oslo Senterparti 1985–1990 og fylkesleder i Oslo Senterparti i periodene 1991–1995 og igjen 2009–2011. Hun var nestleder for Senterkvinnene 2003–2005 og leder for Senterkvinnene og sentralstyremedlem i Senterpartiet fra 2005 til 2010. Hun har også vært leder for Oslo Senterkvinner i flere perioder, og har hatt flere andre verv i Senterpartiet. Hillestad var i 2010 en sentral initiativtager til Forum for sentrumspolitikk, et samarbeidsforum for Senterpartiet, Venstre og Kristelig Folkeparti.