อดีตเป็นสมาชิกสภาจังหวัด (พ.ศ. 2538) ประธานสภาจังหวัดชัยนาท (พ.ศ. 2539-2547) และนายกองค์การบริหารส่วนจังหวัดชัยนาท (พ.ศ. 2541-2542) จากนั้นได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภา ชุดปี พ.ศ. 2543[1] ปี พ.ศ. 2549 ลงสมัครรับเลือกตั้งเป็นสมาชิกวุฒิสภาจังหวัดชัยนาทอีกครั้ง และได้รับการเลือกตั้ง แต่ไม่ได้ปฏิบัติหน้าที่เพราะเกิดการรัฐประหาร 19 กันยายน พ.ศ. 2549 เสียก่อน หลังจากนั้นเมื่อมีการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2550 นางนันทนา และนายมณเฑียร (พี่ชาย) จึงลงสมัครรับเลือกตั้งสังกัดพรรคชาติไทย และได้รับการเลือกตั้งทั้งสองคน แต่ถูกคณะกรรมการการเลือกตั้งตัดสินให้ใบแดงในเวลาต่อมา

กลางปี พ.ศ. 2552 นางนันทนาย้ายมาสังกัดพรรคภูมิใจไทย[2] ได้รับแต่งตั้งเป็นที่ปรึกษารัฐมนตรีว่าการกระทรวงพาณิชย์ (นางพรทิวา นาคาศัย) ต่อมาเมื่อมีการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรเป็นการทั่วไปปี พ.ศ. 2554 นางนันทนาได้รับการเลือกตั้ง โดยเอาชนะนายชัยวัฒน์ ทรัพย์รวงทอง อดีต ส.ส. จากพรรคเพื่อไทย

ในปี พ.ศ. 2556 นางนันทนา ได้แสดงจุดยืนทางการเมืองว่าให้การสนับสนุนพรรคเพื่อไทย แม้ว่าตนจะสังกัดพรรคการเมืองฝ่ายค้านก็ตาม โดยเฉพาะในการพิจารณาร่างพระราชบัญญัติงบประมาณรายจ่าย พ.ศ. 2557 ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2556 เธอได้รับแต่งตั้งเป็นกรรมาธิการ ในสัดส่วนของพรรคเพื่อไทย แม้ว่าจะถูกคัดค้านจากพรรคประชาธิปัตย์ ว่าเป็นเรื่องที่ไม่ถูกต้อง และขัดต่อเจตนารมของรัฐธรรมนูญในมาตรา 135[3]

ใน พ.ศ. 2561 นางนันทนาได้ย้ายจากพรรคภูมิใจไทยมาสังกัด พรรคประชาภิวัฒน์ ที่จัดตั้งขึ้นใหม่โดยรับตำแหน่งเลขาธิการพรรค และได้รับเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรแบบบัญชีรายชื่อ (เลื่อนแทน) ในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2562[4]

สมาชิกวุฒิสภา

1. การเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2543 จังหวัดชัยนาท

สมาชิกสภาผู้แทนราษฎร

นันทนา สงฆ์ประชา ได้รับการเลือกตั้งเป็นสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรมาแล้ว 2 สมัย คือ

1. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2554 จังหวัดชัยนาท สังกัดพรรคภูมิใจไทย
2. การเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรไทยเป็นการทั่วไป พ.ศ. 2562 แบบบัญชีรายชื่อ สังกัดพรรคประชาภิวัฒน์ (เลื่อนแทน)

การลงเลือกตั้ง