Dr. Ottilie Klein ist seit 2021 Bundestagsabgeordnete und als solche in der Berliner Landesgruppe der CDU u.a. für Neukölln zuständig. Seit Dezember 2023 ist sie zudem Generalsekretärin der CDU Berlin.
Im Bundestag ist sie ordentliches Mitglied in folgenden Ausschüssen:
Sie ist Vorstandsmitglied der Arbeitnehmergruppe der CDU/CSU-Bundestagsfraktion, Mitglied im Freundeskreis Israel sowie Mitglied der Enquete-Kommission "Frieden und Sicherheit in Europa".
Ihr persönliches Herzensthema ist das Thema Chancengerechtigkeit, insbesondere der Kampf gegen Kinderarmut.
2025 bewirbt sie sich um das Bundestags-Direktmandat im Bezirk Neukölln.