Seit 2013 gehört Anja Weisgerber dem Deutschen Bundestag an. 2017 und 2021 wurde sie erneut als direkt gewählte Abgeordnete aus dem Wahlkreis Schweinfurt-Kitzingen in den Deutschen Bundestag gewählt.
In der 20. Wahlperiode (2021 – 2025) ist Anja Weisgerber Vorsitzenden der Arbeitsgruppe für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz und damit umwelt- und verbraucherschutzpolitische Sprecherin der CDU/CSU-Bundestagsfraktion. Zudem leitet sie als Co-Vorsitzende den Klimakreis der Fraktion. Als stellvertretendes Mitglied gehört Anja Weisgerber dem Ausschuss für Klimaschutz und Energie sowie dem Ausschuss für Wohnen, Stadtentwicklung, Bauwesen und Kommunen an. Sie ist ordentliches Mitglied der Deutsch-Französischen Parlamentarischen Versammlung und Erste Stellvertretende Vorsitzende der Gruppe der Frauen der CDU/CSU-Bundestagsfraktion.