A trajetória política de Heloísa Helena começou a partir de 1992, como candidata a vice-prefeita (PT), na chapa de Ronaldo Lessa (PSB), na eleição municipal de Maceió; tendo sido uma eleição vitoriosa e marcada pela vitória dos partidos de esquerda.

Com atuação destacada como vice-prefeita na gestão de Ronaldo Lessa, ela foi eleita em 1994 deputada estadual, com a votação de 13.131 votos, conquistando assim, a 9ª posição das vinte e sete vagas da Casa de Tavares Bastos.

Através de sua atuação combativa no Poder Legislativo de Alagoas, como Deputada Estadual, Heloísa se credenciou a ser uma das fortes candidatas a prefeita de Maceió nas eleições de 1996, apesar de não ter sido apoiada pelo Prefeito Ronaldo Lessa (PSB); foi derrotada no segundo turno para Kátia Born (PSB) por uma diferença de apenas 1,98% de votos.

Na eleição de 1998, ela foi eleita Senadora da República, com uma votação de 374.931 votos (22,54%). A união das oposições, a excelente votação obtida quando de sua candidatura para a prefeitura de Maceió nas eleições de 1996, a dobradinha com Ronaldo Lessa e o declínio político de Guilherme Palmeira (PFL) foram determinantes para sua vitória naquela eleição.

A partir da eleição de 2002, Heloísa, iniciou  um processo de divergência com a linha política do Partido dos Trabalhadores e, mesmo assim foi escolhida na convenção para ser a candidata ao governo do Estado, recusando-se a aceitar a imposição do partido em ter como o vice de sua chapa um indicado do PL; onde em sua avalição o mesmo não estava em sintonia com as diretrizes de seu partido (PT), o que a fez renunciar a sua candidatura naquele pleito.

Ao longo de sua militância no PT, Heloísa sempre foi coerente com a linha programática do partido, contudo, a partir de 2002 começou a entrar em rota de colisão com os caminhos que o partido passou a trilhar. Em 2003, alguns membros do PT, insatisfeitos com as políticas econômicas do governo Lula, foram expulsos, após não seguirem as diretrizes partidárias na votação da Reforma da Previdência. Assim, Heloísa e os demais militantes foram expulsos do partido em 14/12/2003.

Na eleição de 2006, ela seria candidata a reeleição ao Senado, trilhando os novos caminhos, junto com os dissidentes do PT, a partir da criação do PSOL (Partido Socialismo e Liberdade), o que ocorrera em  06/6/2004, contudo, seu nome foi lançado nesta eleição,  para a candidatura a Presidente da República, obtendo a votação de 6.575.393 votos (6,85%) no 1º turno das eleições, tendo sido a 3ª colocada.

Heloísa Helena na eleição de 2008 foi a vereadora mais votada em Maceió, obtendo naquele pleito 29.516 votos. Sua excelente votação ajudou a eleger seu companheiro de partido, Ricardo Barbosa, este com 453 votos.

Na eleição de 2010, voltou a ser candidata ao Senado, onde obteve a 3ª colocação com a votação de 417.636 votos (16,60%), sem atrair outros partidos de esquerda, com tempo limitado no guia eleitoral, sem acesso aos grandes meios de comunicação, mesmo assim, sua votação foi bastante significativa.

Apesar de não repetir a mesma performance da eleição de 2008, mais uma vez Heloísa foi eleita em 2012 para vereadora de Maceió, obtendo 19.216 votos, inclusive sendo novamente a mais votada.

Na eleição de 2014, concorreu à única vaga para o Senado da República, contra Fernando Collor, onde a mesma obteve o 2º lugar, com a votação de 394.309 (31,86%). Enquanto Collor foi apoiado por quase todas as forças políticas do Estado, com tempo considerável no guia eleitoral e com uma campanha milionária, Heloísa teve uma campanha sem nenhuma estrutura, praticamente sem tempo no horário eleitoral e isolada dos outros partidos; fatos estes que foram determinantes para sua derrota.

Na eleição de 2018, após tantos baques sofridos em eleições passadas, ela decidiu não mais ser candidata nesta eleição para um cargo majoritário e resolveu ser candidata a deputada federal. Mais uma vez a história se repete e os mesmos obstáculos (falta de recursos, isolamento no contexto político/partidário e o tempo ínfimo no guia eleitoral), além disso não usou com eficiência as ferramentas de mídias sociais; cujos fatores  foram determinantes para que ela não conseguisse atingir o quociente eleitoral, o qual estava em torno de 80.000 votos, tendo a mesma alcançado os 53.793 votos , não vindo a ser eleita.

Ao longo dos seus vinte e seis anos de disputas eleitorais, a coerência, a firmeza e a coragem foram determinantes para suas vitórias e o isolamento político foi o principal fator para suas derrotas.