Doctora en ciències econòmiques per la Universitat de Roma, el 1982 entrà al govern andalús, on ocupà la viceconselleria d’Economia. Posteriorment s’incorporà al govern espanyol presidit per Felipe González, el 1991 fou designada directora general per a l’Habitatge i Arquitectura, i dos anys després ascendí a secretària d’estat de Medi Ambient i Habitatge. El 1993 s'afilià al PSOE. Després de la derrota del PSOE en les generals del 1996, fou elegida diputada al Congrés, i el 1999 s’incorporà com a regidora socialista a l’Ajuntament de Madrid. Membre de l’executiva federal del PSOE, amb l’accés de José Luis Rodríguez Zapatero al lideratge del partit s’incorporà al seu equip de confiança. En les eleccions generals del 2004 fou escollida novament diputada al Congrés, i Zapatero la designà posteriorment ministra de Medi Ambient per a aquesta legislatura (2004-2008). Una de les seves primeres i més destacades actuacions fou el desmantellament del polèmic Pla hidrològic nacional, que preveia el transvasament de l’Ebre. Reelegida el març del 2008, renuncià a l’escó per a ocupar la plaça d’ambaixadora a l’OCDE. Fou novament candidata al Congrés el novembre del 2011 i, un cop elegida, esdevingué presidenta segona de Sanitat, però dimití el desembre del 2012 per a incorporar-se al Consell de seguretat nuclear. El juny del 2017 fou nomenada presidenta del PSOE, liderat per Pedro Sánchez.