Ved 21 års alder ble Zetterberg innvalgt i Sveriges riksdag, og arbeidet for Vänsterpartiet frem til 1998, da hun gikk tilbake til sine universitetsstudier. 2002 bega hun seg igjen inn i politikken, og var nominert i begynnelsen av 2003 som kandidat til partileder i Vänsterpartiet.