Ancienne militante de l'Unef, Laurence Rossignol est membre fondatrice de SOS Racisme en 1984. Vice-présidente du Conseil régional de Picardie, chargée de l'égalité des chances, vie associative, jeunesse, elle est également conseillère municipale d'opposition à Compiègne depuis 2001.
Précédemment secrétaire nationale aux droits des femmes et à la parité, elle est secrétaire nationale à l'environnement du parti socialiste.
Laurence Rossignol préside désormais le groupe de travail « Négociations internationales – Climat Environnement », créé par la commission de l'économie, du développement durable et de l'aménagement du territoire du Sénat le 2 novembre 2011. Il comprend 7 sénateurs – Jean Bizet (UMP, Manche), Ronan Dantec (SOC-EELVr, Loire‑Atlantique), Marcel Deneux (UCR, Somme), Evelyne Didier (CRC, Meurthe-et-Moselle), Jean-Claude Lenoir (UMP, Orne), Laurence Rossignol (SOC-EELVr, Oise) et Raymond Vall (RDSE, Gers).