กิ่งกาญจน์ เป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎร จังหวัดเชียงใหม่ สังกัดพรรคความหวังใหม่ สองสมัย ได้แก่ การเลือกตั้ง พ.ศ. 2538 และการเลือกตั้ง พ.ศ. 2539 [2] แต่ในการเลือกตั้งปี พ.ศ. 2544 ไม่ได้รับการเลือกตั้ง แต่ได้รับแต่งตั้งเป็นประจำสำนักนายกรัฐมนตรี ในรัฐบาล พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร [3] ต่อมาได้ย้ายเข้าสังกัดพรรคไทยรักไทย พร้อมกับสมาชิกส่วนใหญ่ของ พรรคความหวังใหม่ ในปี พ.ศ. 2545

ถึงแม้ เจ้าธวัชวงศ์ ณ เชียงใหม่ กับ พ.ต.ท.ทักษิณ ชินวัตร และ เยาวภา วงศ์สวัสดิ์ จะมีความเกี่ยวข้องเป็นญาติกัน [4] แต่ก็มีความขัดแย้งในทางการเมืองระหว่าง กิ่งกาญจน์ ณ เชียงใหม่ กับ เยาวภา วงศ์สวัสดิ์ โดยรอยร้าวได้เริ่มก่อตัวขึ้นในปี พ.ศ. 2548 [5] ก่อนจะมีการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในประเทศไทย พ.ศ. 2548 กิ่งกาญจน์ ณ เชียงใหม่ และ ร้อยเอกหญิง ดร.เดือนเต็มดวง ณ เชียงใหม่ บุตรสาว ได้ตัดสินใจย้ายออกจากพรรคไทยรักไทย สมัครเข้าสังกัดพรรคประชาธิปัตย์ เนื่องจากเกิดความขัดแย้งกับ เยาวภา วงศ์สวัสดิ์ ในการจัดวางตัวผู้สมัครในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ [6] ขณะที่ เจ้าธวัชวงศ์ ยังคงอยู่กับพรรคไทยรักไทย

ต่อมาในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฏร พ.ศ. 2550 กิ่งกาญจน์ ได้ย้ายมาสังกัดพรรคเพื่อแผ่นดิน โดยได้รับมอบอำนาจให้วางตัวผู้สมัครสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในพื้นที่เชียงใหม่ ซึ่ง พลเอกชวลิต ยงใจยุทธ อดีตหัวหน้าพรรคความหวังใหม่ และอดีตนายกรัฐมนตรี มีผลต่อการตัดสินใจในการย้ายพรรคในครั้งนี้ [7] ผลการเลือกตั้ง กิ่งกาญจน์ และกลุ่มผู้สมัครในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ ได้พ่ายแพ้ให้กับผู้สมัครจาก พรรคพลังประชาชน เกือบทั้งหมด

กิ่งกาญจน์ ได้วางมือทางการเมืองเป็นระยะเวลา 5 ปี ก่อนที่จะได้ลงสมัครรับเลือกตั้งนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดเชียงใหม่ ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2555 โดยการสนับสนุนของ เจ้าธวัชวงศ์ ณ เชียงใหม่ และ พรรคประชาธิปัตย์ แต่ก็พ่ายแพ้ให้กับผู้สมัครที่ได้รับการสนับสนุนจาก เยาวภา วงศ์สวัสดิ์ และ พรรคเพื่อไทย [8][9]

กิ่งกาญจน์ ได้ลงสมัครรับเลือกตั้งอีกครั้งในการเลือกตั้งซ่อมสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรเขต 3 เชียงใหม่ พ.ศ. 2556 ในนามพรรคประชาธิปัตย์ โดยแข่งขันกับ เยาวภา วงศ์สวัสดิ์ จากพรรคไทยรักไทย แต่ก็พ่ายแพ้การเลือกตั้ง [10]

กิ่งกาญจน์ ลงสมัครรับเลือกตั้งในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 สังกัดพรรคพลังประชารัฐ แต่ไม่ได้รับเลือกตั้ง[11]