I 1999 ble hun valgt inn i Trondheim bystyre og formannskap. Hun ble valgt til ordfører fire år senere. Foruten en mengde verv i egenskap av ordførervervet, har Ottervik vært styremedlem ved Trøndelag Teater siden 2004. Hun var på tale som statsråd etter stortingsvalgene i 2005 og 2009, men gjorde det klart begge ganger at hun ville prioritere ordførervervet. Høsten 2013 ble hun kommunens lengstsittende ordfører, etter ti år i vervet.