Adjointe au maire de Nantes de 1989 à 2012, puis simple conseillère municipale de 2012 à 2014, elle est élue pour la première fois à l'Assemblée nationale pour la XIe législature (1997-2002), en battant Élisabeth Hubert, ancienne ministre de la Santé d'Alain Juppé dans la 2e circonscription de la Loire-Atlantique. Elle est réélue de justesse députée, avec 324 voix d'avance, le , une élection qu'elle gagne face à François Pinte (d) (UMP). Elle est réélue pour un troisième mandat consécutif au second tour des élections législatives, le , toujours face à François Pinte, avec 54.76 % des suffrages. Puis de nouveau réélue pour un quatrième mandat face à Laurence Garnier (UMP), au second tour des élections législatives, le avec 62.22 % des suffrages.
Elle est la mère de trois enfants dont deux filles et un fils, Christophe Clergeau, vice-président socialiste du Conseil régional des Pays de la Loire jusqu'en 2015 et chef de file de l'opposition dans cette assemblée depuis cette date, député européen à partir de .
