Seit 2013 gehört Anja Weisgerber dem Deutschen Bundestag an. 2017, 2021 und 2025 wurde sie erneut als direkt gewählte Abgeordnete aus dem Wahlkreis Schweinfurt-Kitzingen in den Deutschen Bundestag gewählt.
In der 21. Wahlperiode (2025 – 2028) ist Anja Weisgerber stellvertretende Vorsitzende der CDU/CSU-Bundestagsfraktion für Bildung, Familie, Senioren, Frauen und Jugend, Kultur und Medien. Sie ist Mitglied im Ausschuss für Bildung, Familie, Senioren, Frauen und Jugend, stellv. Mitglied im Ausschuss für Kultur und Medien sowie stellv. Mitglied im Ausschuss für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit. Zudem leitet sie als Co-Vorsitzende den Klimakreis der Fraktion.
Sie ist ordentliches Mitglied der Deutsch-Französischen Parlamentarischen Versammlung und Erste Stellvertretende Vorsitzende der Gruppe der Frauen der CDU/CSU-Bundestagsfraktion.