Von 1997 bis 2002 gehörte Anja Hajduk erstmals der Hamburgischen Bürgerschaft an. Sie war haushalts- und kulturpolitische Sprecherin, von 1998 bis 2001 zudem Parlamentarische Geschäftsführerin.

2002 wurde Anja Hajduk Mitglied des Deutschen Bundestages. Bis 2004 war sie stellvertretende Vorsitzende des Haushaltsausschusses, anschließend haushaltspolitische Sprecherin der Bundestagsfraktion von Bündnis 90/Die Grünen. Nach der Bürgerschaftswahl 2008 wurde Anja Hajduk in den schwarz-grünen Senat berufen. Sie war dort bis zur Aufkündigung der Koalition durch die GAL im November 2010 Präses der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt.

Zur Bürgerschaftswahl 2011 kandidierte Anja Hajduk als Spitzenkandidatin der GAL. Über den Wahlkreis Eppendorf-Winterhude konnte sie als Mitglied der 20. Wahlperiode in die Bürgerschaft einziehen. Anja Hajduk ist stellvertretende Vorsitzende der GAL-Bürgerschaftsfraktion und Sprecherin für Haushalt und Finanzen. Sie ist Obfrau im Haushaltsausschuss, Mitglied im Ausschuss für öffentliche Unternehmen und Beteiligungen sowie stellvertretendes Mitglied im Europaausschuss.