Trettebergstuen ble gjenvalgt til Stortinget i 2009, 2013 og 2017. Hun satt i perioden 2005–2009 i Utenriks- og forsvarskomiteen. Etter valget i 2009 ble hun arbeids- og sosialpolitisk talskvinne for Arbeiderpartiet og medlem av Arbeids- og sosialkomiteen. Sommeren 2015 flyttet hun over til Familie- og kulturkomiteen og ble talsperson for Arbeiderpartiet på familie- og kulturpolitikk. Trettebergstuen sitter i Arbeiderpartiets gruppestyre i stortingsgruppa.