Lors des élections législatives de 2002, elle est suppléante de Pierre-André Wiltzer, député sortant dans la quatrième circonscription de l’Essonne. Wiltzer, qui est réélu avec 55,97 % des suffrages au second tour, est nommé ministre délégué à la Coopération et à la Francophonie dans le deuxième gouvernement Jean-Pierre Raffarince qui permet à Nathalie Kosciusko-Morizet de devenir députée à sa place et benjamine de l’Assemblée nationale. Elle siège sur les bancs du groupe parlementaire UMP et est membre de la commission des lois, du groupe d’amitié France-Pologne, présidente du groupe d’études santé et environnement, vice-présidente des groupes d’études sur les pollutions industrielles historiques et les nuisances aéroportuaires. Considérée comme une spécialiste des questions environnementales, elle occupe le poste de rapporteur parlementaire sur la Charte de l’environnement et de la mission d’information sur l’effet de serre. Elle est l’auteur de propositions de lois instituant le Conseil économique, social et environnemental, relatives à la pollution lumineuse, aux frais bancaires.

En 2004, elle devient présidente de l’association « Consodurable ». Cette même année, à l’issue des élections régionales, elle est élue au conseil régional d’Île-de-France en seconde position sur la liste UMP conduite par Pierre Lasbordes en Essonne et Jean-François Copé en Île-de-France avec 37,78 % des suffrages dans le département. Elle organise notamment en 2009 une manifestation d’une association d’élus des communes situées à proximité de la ligne C du RER, avec leurs écharpes d’élus, devant le siège du syndicat des transports d’Île-de-France pour protester contre le projet de passage des trains en mode omnibus en petite couronne, qui aurait fortement allongé les temps de parcours pour les voyageurs de grande couronne, et obtient un moratoire sur ce projet. Elle est cependant remarquée par les médias pour son absentéisme en 2005 et en 2009, années de ses grossesses. En 2005, elle a été intégrée à la liste des Young leaders de la Fondation franco-américaine. Elle est réélue conseillère régionale le 21 mars 2010. Le 15 novembre 2010, elle démissionne pour se consacrer à ses fonctions gouvernementales et à son mandat de maire.

Désignée candidate de l’Union pour un mouvement populaire dans la quatrième circonscription de l’Essonne pour les élections législatives de 2007, elle remporte le scrutin avec 56,09 % des suffrages au second tour44. Elle est nommée secrétaire d’État chargée de l’Écologie dans le second gouvernement de François Fillon auprès du ministre d’État, ministre de l’Écologie, du Développement et de l’Aménagement durables, Jean-Louis Borloo, le 19 juin 200745. Elle laisse alors son siège de députée à son suppléant Guy Malherbe, maire d’Épinay-sur-Orge46. Au titre de ses fonctions ministérielles, elle est invitée à débattre, avec Alain Lipietz, sur le thème « L’écologie politique est-elle morte ? » lors du Forum Libération de Grenoble, en septembre 200847,48.

Avec l’aval de Nicolas Sarkozy et de François Fillon pour cumuler mandat local et fonction gouvernementale, elle décide, fin 2007, de mener une liste dans la commune de Longjumeau (Essonne) en vue des élections municipales de 2008. Mettant en avant son action gouvernementale et ses idées écologistes, sa liste l’emporte au second tour avec 47,27 % des suffrages et seulement 39 voix d’avance, dans une situation de scission de la gauche locale donnant lieu à un recours en annulation, rejeté quelques mois plus tard. Nathalie Kosciusko-Morizet est élue maire de Longjumeau le 22 mars 2008. La commune étant membre de la communauté d’agglomération Europ’Essonne, elle est cinquième vice-présidente chargée de la communication, du sport et de la culture. Le 9 avril 2009, toujours secrétaire d’État à l’Écologie et nouvelle secrétaire générale adjointe de l’UMP, elle laisse voter à l’Assemblée nationale un amendement déposé par le député communiste André Chassaigne (formulé précédemment de manière identique par le député UMP Louis Giscard d’Estaing) destiné à limiter la culture des organismes génétiquement modifiés. Après avoir dénoncé « une armée de lâches » dans une interview au journal Le Monde le 10 avril, ayant rompu les règles de solidarité au sein du gouvernement, elle est sommée par le Premier ministre, François Fillon, de présenter des excuses publiques. Cette affaire a été notée par la presse soit comme un acte de courage, soit comme un premier accroc dans une carrière politique annoncée comme prometteuse. Un sondage réalisé les 10 et 11 avril 2008 par l’Ifop indique que 78 % des sondés approuvent sa prise de position.Dans le cadre de sa formation à l’École polytechnique, Nathalie Kosciusko-Morizet a effectué son service militaire dans la Marine nationale comme officier chef du quart à bord d’un bâtiment basé à Djibouti et un stage ouvrier dans l’aide humanitaire au Cambodge. En 1997, elle intègre le ministère de l’Économie, des Finances et de l’Industrie comme agent contractuel à la direction de la prévision, puis en 1999 elle devient conseillère commerciale responsable de la cellule Environnement à la sous-direction de la politique commerciale et de l’OMC au secrétariat d’État au Commerce extérieur, puis elle devient chargée de mission auprès du directeur de la stratégie d’Alstom et en 2002 elle prend la fonction de conseillère technique en Écologie et Développement durable auprès du Premier ministre Jean-Pierre Raffarin2

Nathalie Kosciusko-Morizet a effectué sa scolarité au lycée Jean-Pierre-Vernant de Sèvres, au lycée privé catholique Madeleine-Daniélou de Rueil-Malmaison où elle obtient un baccalauréat scientifique et au lycée Louis-le-Grand à Paris où elle effectue deux années de classes préparatoires scientifiques. Elle était surnommée « Nakomo » durant sa préparation à l’École polytechnique et actuellement elle est couramment appelée « NKM ». Elle est diplômée de l’École polytechnique (X1992), puis devient membre du Corps des ingénieurs du génie rural et des eaux et forêts, au sein de l’Institut des sciences et industries du vivant et de l’environnement (AgroParisTech), et d’une maîtrise en administration des affaires (MBA) du Collège des ingénieurs en 1997

Nathalie Geneviève Marie Kosciusko-Morizet est née le 14 mai 1973 dans le XVe arrondissement de Paris1. Son père François Kosciusko-Morizet est maire de Sèvres (Hauts-de-Seine) depuis 1995 et conseiller général des Hauts-de-Seine depuis 20062, son grand-père Jacques Kosciusko-Morizet fut ambassadeur de France de 1957 à 1978 et maire de Saint-Nom-la-Bretèche (Yvelines) de 1977 à 19943, son arrière-grand-père André Morizet, un des membres fondateurs du Parti communiste français, fut sénateur de la Seine de 1927 à 1942, conseiller général de ce même département et maire de Boulogne-Billancourt (Hauts-de-Seine) de 1919 à 1922 et de 1923 à 19424. Elle est la sœur de Pierre Kosciusko-Morizet, entrepreneur cofondateur et président-directeur général du site de vente en ligne PriceMinister5.

Elle est mariée depuis le 19 juillet 2003 avec Jean-Pierre Philippe avec lequel elle a deux fils Paul-Elie né en 2005 et Louis Abel né en 2009. Cet énarque, ancien maire socialiste de Villefontaine (Isère), consultant en stratégie et communication est professeur au Conservatoire national des arts et métiers de Paris. Il a été candidat UMP aux élections municipales de 2008 à Longpont-sur-Orge.