Cecilia Wikström är ledamot av Europaparlamentet sedan 2009 och medlem i partigruppen Alde. Hon är en av tre svenska folkpartister i parlamentet. Wikström säger sig ha tre hjärtefrågor i sin roll som parlamentariker:

1. Upphovsrätt - kulturskapare ska få betalt för sitt arbete, internetanvändares integritet ska värnas och entreprenörer som är villiga att erbjuda lagliga tjänster för att sprida kultur på internet ska inte stoppas av byråkrati och 27 länders olika lagstiftning.

2. Kampen för fundamentala fri- och rättigheter. Hon vill försvara yttrandefriheten och ge alla människor möjlighet att välja hur de ska leva sina liv. Där ingår bekämpningen av vad hon kallar vår tids slaveri: människohandeln.

3. Migration och asyl. I egenskap av parlamentets föredragande för Dublin II-förordningen är hon en av ledamöterna som för parlamentets talan i förhandlingarna om det gemensamma europeiska asylsystemet där solidaritet med tredje länder är en av hennes utgångspunkter.

I parlamentet sitter Cecilia Wikström utöver de ordinarie utskotten även som ledamot i parlamentets arbetsgrupp för författares rättigheter.

Cecilia Wikström är också vice ordförande i den interparlamentariska gruppen för funktionshindrades rättigheter och medlem och styrelseledamot i federalistgruppen.

Cecilia Wikström var riksdagsledamot mellan 2002 och 2009. Under dessa år var hon bland annat vice ordförande och ledamot i kulturutskottet och ersättare i utrikesutskottet. Wikström har också suttit i svenska UNESCO-rådet, polisstyrelsen i Uppsala län och i styrelsen för Uppsala Universitet.