ตรีนุช เทียนทอง ได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรจังหวัดสระแก้วในครั้งแรกและครั้งที่สอง ในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2544 และ การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2548 สังกัดพรรคไทยรักไทย ต่อมาในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมัยที่สาม ในสังกัดพรรคประชาราช และในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมัยที่สี่ ในสังกัดพรรคเพื่อไทย

ใน พ.ศ. 2561 ตรีนุชได้ย้ายมาร่วมงานกับ พรรคพลังประชารัฐ [3] และในการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 ได้รับเลือกตั้งเป็นสมัยที่ห้า