Bock var folketingskandidat for Socialistisk Folkeparti i Horsens i 1994 og kandidat for Radikale Venstre i 2001. Hun har vært nestleder i Radikale Venstres landsorganisasjon. Da hennes bror Anders Samuelsen var blant grunnleggerne av Ny Alliance (senere Liberal Alliance), uttrykte hun sympati for det nye partiet. Fra 2011 til 2019 var hun valgt til Folketinget for Liberal Alliance fra Sydjyllands storkrets. Da Mette Bock ble kultur- og kirkeminister og Anders Samuelsen utenriksminister i 2016, var det første gang siden Hans og Per Hækkerup at to søsken satt i samme regjering i Danmark.