Sinnemäki on Vihreän eduskuntaryhmän puheenjohtaja. Lisäksi hän toimii sosiaali- ja terveysvaliokunnassa ja eduskunnan kansliatoimikunnassa. Aiempina kausina Sinnemäki on ollut muun muassa valtiovarainvaliokunnanmm jäsen ja sen hallinto- ja tarkastusjaoston puheenjohtaja. Eduskunnan budjettikeskusteluissa Sinnemäki on puolustanut kehitysyhteistyöäärärahojen nostoa 0,7 prosenttiin bruttokansantulosta, joukkoliikennettä, kuntarahoja ja vankeinhoidon määrärahoja. Osana oppositiokansanedustajan työtä valtionvarainvaliokunnassa Sinnemäki on valmistellut eduskuntaryhmän vaihtoehtobudjetteja.
Muita Sinnemäelle tärkeitä poliittisia teemoja ovat metsien suojelu, lasten luokkayhteiskuntakehityksen purkaminen ja maahanmuuttopolitiikka. Hän oli ajamassa läpi parisuhdelakia ja on kannattanut hedelmöityshoitoajanjen antamista itsellisille naisille ja naispareille. Eduskuntauransa alkuvaiheessa puolustusvaliokunnassakin työskennellyt Sinnemäki on esittänyt siviilipalvelus lyhentämistä. Sinnemäki on nimennyt suurimmaksi pettymyksekseen politiikassa vuoden 2002 ydinvoimapäätöksen.
Sinnemäki toimi vihreiden varapuheenjohtajana 2003–2007. Keväällä 2005 hän pyrki puolueen puheenjohtajaksi, mutta jäi kymmenen äänen päähän Tarja Cronbergista. Helsingin kaupunginvaltuuston jäsen Sinnemäestä tuli tammikuussa 2005. Hän toimii myös kirjasto- ja kulttuurilautakunnan varapuheenjohtajana.
Sinnemäen perheeseen kuuluu tytär Siiri (s. 1990), joka näyttelee tv-sarjassa Kotikatu. Anni Sinnemäki on ollut naimisissa säveltäjänä tunnetun Kerkko Koskisen kanssa. Sinnemäen isä on toimittaja Anssi Sinnemäki.
Sinnemäen sanoituksia on julkaistu Ultra Bra -yhtyeen levyillä Vapaaherran elämää (1996), Kroketti (1997), Kalifornia (1999), Vesireittejä (2000) ja Sinä päivänä kun synnyin (2001) sekä Kerkko Koskisen levyillä Rakkaus viiltää (2002) ja Lolita (2005). Sinnemäki on julkaissut myös runoteoksen Sokeana hetkenä (2003, Nemo, ISBN 952-5180-17-4). Hän on ensimmäinen nainen, joka on saanut arvostetun Juha Vainion sanoittajapalkinnon (2002).
Aiheesta muualla