Conseillère communale à Ixelles et membre du parti Ecolo, Zakia Khattabi est membre du Parlement de la Région de Bruxelles-Capitale de à , membre du Parlement de la Communauté française, membre de la commission Enseignement supérieur depuis le . Elle est sénatrice désignée par le Parlement de la Communauté française à partir du , vice-présidente de la commission Justice et présidente du groupe Ecolo à partir du . Elle est en outre secrétaire politique de son parti à Ixelles depuis le .
Le , elle dépose une proposition de loi sur la lutte contre l'islamophobie en la comparant à l'antisémitisme[2].
Tête de liste Ecolo pour les élections législatives du dans la circonscription de Bruxelles, elle est élue avec son collègue Benoit Hellings et quitte donc le Sénat. À l'issue de ces élections, le groupe Ecolo à la Chambre des représentants se compose de six membres.
En , elle lance un appel à faire reconnaitre le féminicide[4].
Lors des élections communales du , Zakia Khattabi pousse la liste à Ixelles, où le parti décroche la première place et le poste de bourgmestre pour Christos Doulkeridis[5]. Quelques jours plus tard, Patrick Dupriez annonce sa démission de la co-présidence pour raisons personnelles[6].
Le 2018, Jean-Marc Nollet est élu pour lui succéder aux côtés de Zakia Khattabi[7].
En , à la suite d'un accord politique, le parti Ecolo, auquel ce poste revenait, présente au Sénat la candidature de Zakia Khattabi à la Cour constitutionnelle. Sa candidature ne récolte pas la majorité des deux tiers requises à deux voix près, du fait de l'opposition de l'extrême droite flamande (Vlaams Belang), de la droite radicale nationaliste flamande (NVA) et de l'abstention de la droite libérale flamande (OpenVLD)[8]. Elle représente sa candidature en 2020 et cette fois, outre les autres partis précités, le MR votre également contre sa nomination, en raison de l’absence de compétence du chef de Zakia Khattabi en matière juridique et de son militantisme peu compatible avec le « principe d’ingratitude » exigé pour les juges de cette cour. Ecolo présente finalement la candidature de Thierry Detienne, qui est élu[9].
Le , elle devient ministre fédérale de l'Environnement, du Climat, du Green Deal et du Développement durable au sein du gouvernement De Croo, qui associe socialistes, libéraux, écologistes et chrétiens démocrates[10].
En décembre 2022, elle est nommée négociatrice européenne à la COP 15 sur la biodiversité qui se déroule à Montréal[11].
Le 8 décembre 2023, elle est nommée négociatrice en chef européenne pour la transition juste lors de la COP 28[12].
En décembre 2023, à la surprise générale, Zakia Khattabi est annoncée tête de liste d'Écolo pour les élections régionales bruxelloises de juin 2024[13]. Elle déclare viser la Présidence du gouvernement et favoriser les coalitions les plus progressistes[14].
↑« Déjà 14 femmes mortes de violences machistes en 2018: Zakia Khattabi veut faire reconnaître le "féminicide" », RTBF Info, (lire en ligne, consulté le )