Marie-George Buffet débute en politique en adhérant au Parti communiste français en 1969, même si elle n’est élue pour un mandat politique qu’en 1977 où elle devient Adjointe au Maire à Châtenay-Malabry. Ce mandat se termine en 1983 et Marie-George Buffet ne voit sa carrière politique évoluer qu’en 1987 où elle intègre le Comite central de son parti. Elle doit attendre 1994 pour faire partie du Bureau national. Ce nouveau statut lui donne accès à la rédaction en chef des Cahiers du communisme. Elle intègre le Secrétariat national du PCF en 1997.
Marie-George Buffet occupe son premier poste parlementaire à partir de juin 1997. Elle siège donc à l’Assemblée nationale pour la 4e circonscription de Seine-Saint-Denis, mais ce mandat sera de courte durée. Elle est élue députée le 1er juin et nommée Ministre de la jeunesse et des sports dès le 4 juin. Elle démission donc de son mandat de députée le 4 juillet suivant. Marie-George Buffet devient conseillère régionale d’Île-de-France, Conseillère municipale du Blanc-Mesnil en Seine-Saint Denis et Secrétaire nationale du parti pendant son mandat ministériel. Et 2002 est une année politiquement riche puisqu’elle quitte ses fonctions de Ministre (Jean-François Lamour lui succède), elle est réélue députée dans la 4e circonscription de Seine-Saint-Denis et se retrouve seule à la tête de son parti lorsque Robert Hue, son codirecteur, abandonne ce poste.
Les régionales de 2004 voient la candidature de Marie-George Buffet, tête de liste de son parti. Ces élections sont marquées par un désir d’alliance avec d’autres mouvements sociaux comme Alternative citoyenne, Association de gauche républicaine… Sans surprise, Marie-George Buffet est élue conseillère régionale le 29 mars 2004. Elle émet le désir de se présenter aux présidentielles de 2007 et confirme sa candidature en décembre 2006. Elle met alors ses fonctions au sein de la direction du PCF entre parenthèses et déclare ne pas représenter uniquement son parti. Elle se porte candidate pour un éventuel rassemblement populaire et antilibéral. L’annonce officielle de sa candidature se fait en janvier 2007 et elle axe sa campagne sur un gouvernement réellement de gauche. Elle promet entre autres la hausse des salaires, la sécurité de l’emploi et la régularisation de la situation des sans-papiers. Elle projette aussi d’améliorer les services publics. Mais Marie-George Buffet ne convainc pas et n’obtient que 1,93% des voix. Elle enregistre de ce fait un score historiquement bas, le pire score du parti communiste à une élection présidentielle. Elle réintègre le Secrétariat national du PCF à la suite des présidentielles. Elle est actuellement, et ce depuis juin 2007, députée de la 4e circonscription de Seine-Saint-Denis et présidente du groupe d’études sur le Sida à l’Assemblée nationale.