Su salto a la representación institucional ocurrió en el año 2001, cuando fue elegida Diputada Nacional por la Ciudad de Buenos Aires en representación de la Alianza Izquierda Unida (conformada por el MST y el Partido Comunista).
Desde su banca unipersonal en la Cámara Baja, Walsh impulsó lo que sería su mayor legado legislativo. Tal como había prometido en campaña, presentó e insistió incansablemente con el proyecto para declarar la nulidad absoluta de las Leyes de Punto Final y Obediencia Debida (junto con los indultos presidenciales de Carlos Menem).
Su persistencia en los pedidos de sesiones especiales dio sus frutos el 12 de agosto de 2003, cuando logró el consenso necesario para que la Cámara de Diputados le otorgara media sanción al proyecto (que finalmente se convertiría en la Ley 25.779 sancionada por el Senado días después).
Candidaturas presidenciales y su paso por la Legislatura Porteña
Como referente ineludible de la izquierda argentina, Walsh encabezó en dos oportunidades la fórmula presidencial de Izquierda Unida (en 1999 y en 2003) y fue candidata a la Jefatura de Gobierno porteña.
En 2007, regresó a la función pública al ser elegida Legisladora de la Ciudad de Buenos Aires por el MST-Nueva Izquierda. Durante su mandato (compartido posteriormente con Marcelo Parrilli), se destacó por la presentación de proyectos vinculados a la salud pública, los derechos humanos, la equidad de género y su férrea postura opositora al oficialismo porteño, labor que le valió los Premios Parlamentarios 2008 y 2009.
En sus últimos años de actividad electoral directa, tejió alianzas con Proyecto Sur (2011) y fue propuesta como candidata a vicejefa de Gobierno por el Frente Camino Popular (2015) junto a Claudio Lozano, manteniendo siempre como ejes centrales la lucha contra la criminalización de la protesta social, el cupo femenino y la legalización del aborto.
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