En el ámbito político, Catalina Valenzuela ha tenido un rol destacado dentro del Partido Humanista, habiendo sido presidenta nacional de esta colectividad. Actualmente se postula a diputado, representando a PH en la zona metropolitana. Su carrera política se caracteriza por su militancia activa dentro del partido y su defensa de las causas ecológicas, sociales y de derechos humanos, sin que existan registros de controversias legales o administrativas en su contra.