Elle est mairesse de Longueuil de 2009 à 2017. Durant son mandat, elle assume également la présidence du conseil d’agglomération de Longueuil et la vice-présidence du comité exécutif de la Communauté métropolitaine de Montréal.
Durant ses quatre mandats en politique fédérale, Caroline St-Hilaire a été porte-parole de sa formation politique dans les dossiers de la condition féminine, des transports, des droits de la personne et du sport. Elle a également été leader parlementaire adjointe du Bloc québécois à la Chambre des communes. Le , elle annonce qu'elle ne sollicitera pas un nouveau mandat lors des élections fédérales d'octobre 2008[2].
Mairesse de Longueuil
Le , elle annonce sa candidature à la mairie de Longueuil[3]. En , elle fonde le parti municipal Action Longueuil et le , elle est élue mairesse de Longueuil[4]. Cependant, elle n'obtient qu'une minorité de conseillers élus de son parti avec seulement 11 des 26 élus.
Lors des élections municipales de 2013, elle est réélue avec 87,3 % des voix et son équipe, Action Longueuil obtient 13 des 15 sièges de conseillers municipaux et un des deux conseillers d'arrondissement[5].
Le , Caroline St-Hilaire annonce qu'elle quittera la vie politique à la fin de son mandat en [6] et le , Sylvie Parent lui succède à la tête du parti Action Longueuil[7].
En , elle publie Se faire entendre, autobiographie dans laquelle elle révèle sa surdité et annonce quitter la vie politique[8].