R. Morkūnaitė-Mikulėnienė aktyvią politinę veiklą pradėjo 2001 m. 2009–2014 m. buvo išrinkta Europos Parlamento nare. Europos Parlamente buvo Aplinkos, visuomenės sveikatos ir maisto saugos komiteto nare bei Regioninės plėtros komiteto pavaduojančia nare, aktyviai dirbo energetinės nepriklausomybės, istorinės atminties puoselėjimo srityse, teikė pasiūlymus dėl Ignalinos atominės elektrinės finansavimo, Astravo atominės elektrinės statybų stabdymo.

Seimo narės pareigas eina nuo 2016 m. Nuo 2020 m. yra Seimo Pirmininko pavaduotoja, atsakinga už Europos Sąjungos reikalus, taip pat Seimo Tėvynės sąjungos-Lietuvos krikščionių demokratų frakcijos seniūnė. Nuo 2020 m. išrinkta Seimo Europos reikalų komiteto pirmininke.