Hun var Høyres 1. vararepresentant til Stortinget fra Sør-Trøndelag 2001–2009. Hun møtte fast så lenge Børge Brende var statsråd i Bondevik-regjeringen 2001–2005. Da Brende fikk permisjon fra vervet som stortingsrepresentant i 2008, møtte Helleland igjen fast. I 2009 ble Helleland valgt inn på Stortinget på eget mandat. Helleland var leder i Høyres Kvinneforum 2004–2010 og leder i Sør-Trøndelag Høyre 2008–2009.