A la société Eurosept Associés (1985-87)
Cheffe de bureau, puis chargée de mission auprès du directeur du Personnel du ministère de l'Équipement (1987-89)
Secrétaire générale du schéma directeur régional d'Ile-de-France à la direction régionale de l'Équipement d'Ile-de-France (1989-91)
Conseillère technique aux cabinets de Lionel Jospin (1991-92), puis de Jack Lang (1993), ministres de l'Éducation nationale
Directrice technique de la Sonacotra (1993-96)
Chargée de la sous-direction des Chemins de fer à la direction des Transports terrestres du ministère de l'Équipement (1996-97)
Conseillère technique (1997-99), puis conseillère, cheffe de pôle (1999-2002) au cabinet de Lionel Jospin, Premier ministre
Directrice de la Stratégie de la SNCF (2002-07)
Directrice des concessions et des PPP d'Eiffage (2007-08)
Directrice de l'Urbanisme de la Ville de Paris (2008-13)
Préfète de la région Poitou-Charentes (2013-14)
Directrice de cabinet de Ségolène Royal, ministre de l'Écologie, du Développement durable et de l'Énergie (2014-15)
Présidente-directrice générale de la Régie autonome des transports parisiens (RATP) (2015-17)
Ministre chargée des Transports auprès du ministre d'État, ministre de la Transition écologique et solidaire (2017-19)
Ministre de la Transition écologique et solidaire (2019-20), puis du Travail, de l'Emploi et de l'Insertion (2020-22)
Première ministre (2022-24)
Députée du Calvados (juin-juil 2022 et 2024-25)
Élue à l'Assemblée nationale en 2022
Redevenue députée en février 2024
Réélue en juillet 2024
Remplacée en juillet 2022 et janvier 2025 par Freddy Sertin
Ministre d'État, ministre de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche (2024-2025)