Kari Nordheim-Larsen var blant annet fylkesvaraordfører i Telemark fra 1984 til 1990. De neste to årene var hun regionsekretær for Arbeiderpartiet, hun var bistandsminister fra 1992 til 1997 i Gro Harlem Brundtlands tredje regjering og Thorbjørn Jaglands regjering, samt barne- og familieminister i fire måneder 24. desember 1993 – 5. april 1994 (konstituert i Grete Bergets fødselspermisjon).
Fra 1998 til 2002 var hun leder av FNs utviklingsprogram i Laos og fra 2004 rådmann i Hol kommune i Buskerud 2004–2006. Hun var fylkesmann i Telemark 2006–2018.[2] Hun gikk av med pensjon i 2018.[3]
Kari Nordheim-Larsen er utdannet adjunkt fra Telemark Lærerhøgskole. Hun har undervisningserfaring fra grunnskolen og voksenopplæring.[2]
