Hun ble innvalgt på Stortinget fra Rogaland i 1993. Kleppa var nestleder i Senterpartiet under Anne Enger Lahnstein 1991–1997 og parlamentarisk leder 2005–2007. Hun var sosialminister i Kjell Magne Bondeviks første regjering 1997–2000. I Jens Stoltenbergs andre regjering var hun kommunal- og regionalminister 2007–2009 og samferdselsminister fra 20. oktober 2009 til 18. juni 2012.