В 1995 году Татьяна Борисовна Дмитриева являлась заместителем председателя Российского общества психиатров.
С 1996 года по 1998 год Татьяна Борисовна являлась Министром здравоохранения Российской Федерации. Она провела в Правительстве Российской Федерации Концепции развития здравоохранения и медицинской науки до 2005 года, выстроила региональную политику и заложила основы единой системы здравоохранения в стране.
С 1996 по 2010 год Т.Б. Дмитриева являлась председателем комиссии по охране здоровья Совета безопасности Российской Федерации.
В 1998 году избрана Президентом Российского медицинского общества. С 1997 года — член-корреспондент, с 1999 года — действительный член Российской академии медицинских наук (РАМН), с 2001 года — член Президиума РАМН.
В 1999 году Т.Б. Дмитриева была избрана в Госдуму, была членом Генерального Совета Партии «Единство и Отечество», но позже отказалась от политической карьеры.