Hedegaard ble valgt inn i Folketinget for Det Konservative Folkeparti i 1984, men forlot seks år senere politikken for å arbeide som journalist i den danske avisen Berlingske Tidende.
I 1994 begynte hun å arbeide i DR, først i radio og senere som programleder i fjernsynet.
I 2004 vendte hun tilbake til politikken som miljøminister i Anders Fogh Rasmussens regjering, og i 2007 overtok hun den nyopprettede statsrådsposten klima- og energiminister.
Hedegaard har spilt en sentral rolle i oppkjøringen til FNs klimatoppmøte i København i desember, og hun har lenge vært ansett som favoritt til den nyopprettede stillingen som EUs klimakommissær