כינה כחברת כנסת מ-1992 מטעם מפלגת העבודה. בכנסת ה-13 הייתה חברה בוועדה לקידום מעמד האישה ובוועדת החינוך והתרבות (יו"ר). בכנסת ה-14 כהינה חברה בוועדת החינוך והתרבות, בוועדת הפנים ואיכות הסביבה ובוועדה לקידום מעמד האישה, יו"ר ועדת המדע והטכנולוגיה.
שימשה יו"ר הסתדרות המורים בירושלים, סגן ראש עיריית ירושלים, חברת הוועד המנהל של
רשות השידור. שימשה יו"ר צוות התגובות של מפלגת העבודה.
בבחירות במאי 1999 לכנסת ה-15 נבחרה ברשימת ישראל אחת. באוגוסט 1999 מונתה לכהונת שרה במשרד לאיכות הסביבה.
ביום 7.3.2001 מונתה לשרת התעשיה והמסחר בממשלת האחדות בראשותו של
אריאל שרון. ביום 30.10.02 התפטרה מהממשלה יחד עם שרי וסגני מפלגת העבודה. ביום 10.1.05 מונתה לכהונת שרת התקשורת וכיהנה בתפקיד עד 23.11.2005. ביום 21.11.05 התפטרה מהממשלה עם פרישת העבודה מהקואליציה עם הליכוד. ביום 28.11.05 הודיעה
דליה איציק כי היא פורשת ממפלגת העבודה ומצטרפת למפלגת 'קדימה בראשות אריאל שרון.
בבחירות לכנסת ב-17 נבחרה מטעם סיעת קדימה. נבחרה ליו"ר כנסת ישראל. איציק הייתה האישה הראשונה שנבחרה לתפקיד זה.
בבחירות לכנסת ה-18 נבחרה לחברת כנסת מטעם סיעת קדימה וסיימה במקביל את כהונתה כיושב-ראש כנסת. בתקופת כהונת הכנסת ה-18 שימשה יושבת ראש סיעת קדימה, והייתה חברה בוועדת הכנסת.
ב-5 בדצמבר 2012 הודיעה כי היא פורשת מן החיים הפוליטיים ולא תתמודד בבחירות לכנסת ה-19. לאחר הפרישה מהחיים הפוליטיים, מונתה ב-10 באפריל 2013 לחברת דירקטוריון ברשת רמי לוי שיווק השקמה. בינואר 2019, הצטרפה איציק לדירקטוריון חברת כנפיים אחזקות בעלת השליטה באל על. במרס 2021, מונתה ליו"ר הדירקטוריון של המרכז הרפואי הדסה.