I oktober 2004 ble hun utpekt til sosialdemokratenes kandidat til stillingen som overborgermester i København. Ved bystyrevalget den 15. november 2005 oppnådde hun 60 338 personlige stemmer. Som følge av en samarbeidsavtale mellom Socialdemokraterne, Det Radikale Venstre, Socialistisk Folkeparti og Enhedslisten ble hun valgt til overborgermester og tiltrådte 1. januar 2006. Hun søkte ikke gjenvalg i 2009.