В период с 1969 по 1989 год Робинсон являлась независимым сенатором (в 1977—1981 входила в Лейбористскую партию). С 1973 по 1989 годы она была членом Объединённого парламентского комитета Ирландии по вторичному законодательству Европейского сообщества, с 1977 по 1987 годы — Председателем подкомитета Парламента по социальным вопросам и с 1987 по 1989 годы — Председателем подкомитета Парламента по правовым вопросам. В период с 1973 по 1990 год занимала пост президента ирландской ассоциации одиноких родителей.
В 1990 году Лейбористская партия, Рабочая партия Ирландии и ряд независимых сенаторов отдали предпочтение ей перед другим известным левым политиком, доктором Ноэлем Брауном, и выдвинули Мэри Робинсон в президенты. В первом туре президентских выборов она получила почти 39 %, уступив Брайену Ленихану-старшему, зато во втором победила его, получив 52 % голосов. Таким образом, она стала не только первой женщиной в ряду президентов Ирландской Республики, но и первой из них, избранной без поддержки Фианна Файл.
На посту президента она продолжила бороться за мир и права человека в Ирландии. Она завоевала беспрецедентную популярность (рейтинги её поддержки достигали 93 %[1]) и встречалась с широчайшим кругом лиц — от Конгрегации христианских братьев до Сети равенства геев и лесбиянок, от папы до далай-ламы, а в Северной Ирландии — от юниониста Дэвида Тримбла до республиканцев Джона Хьюма из Социал-демократической и лейбористской партии и даже Джерри Адамса из Шинн Фейн, связанной с Временной ИРА.
Занимала пост председателя Международного института по окружающей среде и развитию, являлась почётным президентом союза Oxfam, а также принимала участие в работе Совета женщин-лидеров стран мира. Также являлась одним из членов Трёхсторонней комиссии и совета Старейшин.