Åren 2010–2014 var hon ordförande för Vänsterförbundets ungdomsförbund Vänsterunga.[6] Andersson har bland annat profilerat sig genom en kampanj för basinkomst.[7] I valet 2015 blev hon även invald i den finska riksdagen med flest personröster av alla kandidater i valkretsen Egentliga Finland då hon fick 17 051 röster.[8][9] Andersson fick även flest personröster i valkretsen de efterföljande valen 2019 och 2023.[10]
I februari 2016 ställde Andersson upp som kandidat till valet för Vänsterförbundets partiledare.[11] Den 6 juni 2016 fick hon en majoritet av rösterna,[12] och den officiella utnämningen av positionen ägde rum den 11 juni 2016 på Vänsterförbundets möte i Uleåborg.[13]
Efter riksdagsvalet 2019 blev hon undervisningsminister först i Rinnes, sedan i Marins regering.[5][14] Hon tog moderskapsledigt från ministerposten då hennes första barn skulle födas och återvände till ministerposten sommaren 2021. Också två andra ministrar i regeringen Marin hade tagit moderskapsledigt. Dottern föddes efter årsskiftet 2021.[15][16]
Den 7 Juli 2024 meddelade Andersson att hon avgår som partiordförande i förtid i förmån för en kandidatur i europaparlamentsvalet.[17]
I sitt sista val som partiordförande, europaparlamentsvalet 2024, blev Vänsterförbundet det andra största partiet med 17,3% av rösterna, vilket var en ökning på 10,4 procentenheter och motsvarade 3 mandat i parlamentet. Andersson fick själv det största antalet personröster som uppmäts i ett europaparlamentsval i Finland på 247 604 röster, 14,2% av alla röster, vilket bara i sig är motsvarade 2 mandat och ensamt hade varit landets tredje största parti.[18] Det tidigare rekordet i ett EU-val innehölls av Paavo Väyrynen på 203 000 röster i valet 1996.[19]
Familj
Li Andersson och hennes make har en dotter, född 2020.[13]