W 1988 zdała egzamin maturalny, następnie studiowała germanistykę i nauki polityczne na Ruhr-Universität Bochum, uzyskując w 1996 magisterium. Pełniła funkcję przewodniczącej samorządu studenckiego (Allgemeiner Studierendenausschuss) na tej uczelni. W latach 1993–1997 pracowała w branży reklamowej i PR, a od 2000 jako konsultantka w zakresie zarządzania[1].
W 1988 wstąpiła do Socjaldemokratycznej Partii Niemiec. W latach 1993–1997 przewodniczyła socjaldemokratycznej młodzieżówce Jusos w Nadrenii Północnej-Westfalii. Dołączyła również do związków zawodowych IG Bergbau, Chemie, Energie i Vereinte Dienstleistungsgewerkschaft. W 1997 objęła mandat posłanki do landtagu, który wykonywała do 2000. Do parlamentu tego kraju związkowego powróciła w 2004. Z powodzeniem ubiegała się od tego czasu o reelekcję w wyborach w 2005, 2010, 2012 i 2017[1].
Od czerwca 2010 do lipca 2017 była ministrem innowacji, nauki i badań naukowych w dwóch rządach Hannelore Kraft[1]. W czerwcu 2017 została wybrana na sekretarza generalnego SPD w NRW[2]. W marcu 2018 władze socjaldemokratów desygnowały ją do objęcia stanowiska ministra środowiska, ochrony przyrody i bezpieczeństwa reaktorów w czwartym rządzie Angeli Merkel[3]. Sprawowanie tego urzędu rozpoczęła w tym samym miesiącu[4].
W wyborach w 2021 uzyskała mandat posłanki do Bundestagu[5]. W grudniu tegoż roku w nowo utworzonym gabinecie Olafa Scholza przeszła na stanowisko ministra ds. współpracy gospodarczej i rozwoju[6].