বর্ণাঢ্য রাজনৈতিক জীবনে মতিয়া চৌধুরী ৬ বার সংসদ সদস্য নির্বাচিত হয়ে জাতীয় সংসদে নকলা-নালিতাবাড়ীর জনগণের প্রতিনিধিত্ব করেছেন। নালিতাবাড়ী ও নকলা উপজেলা নিয়ে গঠিত শেরপুর-২ আসন থেকে তিনি ১৯৯১ সালে প্রথমবার সংসদ সদস্য নির্বাচিত হন। এরপর ১৯৯৬ সালে একই আসন থেকে সংসদ সদস্য নির্বাচিত হন তিনি। ২০০১ সালে বিএনপি মনোনিত প্রার্থী জাহেদ আলী চৌধুরী-এঁর কাছে পরাজিত হন। পরবর্তীতে ২০০৮ সালে জাহেদ আলী চৌধুরীকে হারিয়ে তৃতীয় বারের মতো সংসদ সদস্য নির্বাচিত হন। এরপর ২০১৪, ২০১৮ এবং সবশেষ ২০২৪-এর নির্বাচনে বিপুল ভোটের ব্যাবধানে সংসদ সদস্য নির্বাচিত হন মতিয়া চৌধুরী (যদিও এসব নির্বাচনের ভোটা-ভোটি নিয়ে দেশ-বিদেশে বিতর্ক রয়েছে)।

১৯৯৬ সালে প্রধানমন্ত্রী শেখ হাসিনার নেতৃত্বাধীন সরকারের মন্ত্রিসভায় কৃষি ও শিক্ষামন্ত্রীর দায়িত্ব পালন করেন। এ সময়ে তিনি দেশের শিক্ষাখাতে বড় পরিবর্তন আনার জন্য কাজ করেন। তার সময়েই জাতীয় শিক্ষানীতি প্রণয়ন করা হয়, যা বাংলাদেশের শিক্ষাক্ষেত্রে একটি মাইলফলক হিসেবে বিবেচিত। এছাড়া ২০০৮ ও ২০১৪ সালের নির্বাচনে বিজয়ী হয়েও কৃষিমন্ত্রীর দায়িত্ব পালন করেন বেগম মতিয়া চৌধুরী।

ষাটের দশকে বাংলাদেশের রাজনৈতিক অঙ্গনে মতিয়া চৌধুরীর প্রবেশ ঘটেও ১৯৬৯ সালের গণ-আন্দোলনসহ বিভিন্ন আন্দোলন ও সভা সেমিনারে তার সক্রিয় অংশগ্রহণের মাধ্যমে দ্রæত সময়ের মধ্যে তিনি কেন্দ্রীয় নেতৃবৃন্দের নজর কাড়েন। ১৯৭১ সালে মুক্তিযুদ্ধের সময়, তিনি আওয়ামী লীগের ঘনিষ্ঠ ছিলেন এবং বঙ্গবন্ধু শেখ মুজিবুর রহমান-এঁর আদর্শকে হৃদয়ে ধারণ করে মুক্তিযুদ্ধের পক্ষে জনমত গঠনে ভূমিকা রাখেন বেগম মতিয়া চৌধুরী।