Michelle DEMESSINE devient membre du Parti Communiste Français en 1970. Elle s’engage pour la défense des salariés et milite dans le monde du travail. Elle participe activement aux actions pour le respect et le développement du droits des femmes. Elle préside le comité départemental de l’Union des Femmes Françaises de 1976 à 1990 (aujourd’hui Femmes Solidaire). En 1992, elle mènera une campagne contre la drogue, emmenant plusieurs milliers de mères manifester à Amsterdam. Elle s’engage aussi pour la dignité et la citoyenneté des personnes en situation de handicap.
Membre du Conseil National et du Collège Exécutif (Bureau politique) du PCF jusqu’en mars 2006, date du dernier congrès du Parti, Michelle DEMESSINE est une dirigeante nationale du PCF. En même temps qu’elle assume cet engagement politique, elledevient membre de la commission exécutive de l’Union Départementale de la CGT (1973), puis membre du Conseil Economique et Social du Nord Pas de Calais (1983-1995). Elle sera élue Conseillère Municipale d’Houplines de 1995 à 2001.
En 1992, Michelle DEMESSINE est élue Sénatrice du Nord. Elle quitte cette fonction après avoir été nommée Secrétaire d’Etat au Tourisme en 1997. De 1997 à 2001, au ministère du Tourisme de la première destination touristique mondiale, elle relance le tourisme social et associatif et unie l’ensemble des acteurs du tourisme autour d’une nouvelle politique, favorisant le développement d’un tourisme respectueux des hommes et des territoires. Elle quitte le Gouvernement après avoir été réélue Sénatrice du Nord.
En mars 2001, elle est élue Adjointe au Maire de Lille, chargées des activités sportives et Vice-Présidente de Lille Métropole (LMCU) Communauté Urbaine en charge du Sport. En 2006, elle est nommée présidente de la Commission Grand Stade de la communauté urbaine.
Au Sénat et dans le cadre de son activité politique, elle s’engage auprès des salariés menacés par des plans sociaux et par des délocalisations. Elle demande la relance d’une nouvelle politique industrielle permettant de stopper l’hémorragie d’emploi dans notre pays et dans la région Nord Pas de Calais. Elle s’attache aussi à défendre particulièrement les questions liées au respect de la dignité des personnes handicapées, celles liées au droit au logement, à la protection sociale. Elle agit aussi aux côtés des victimes de l’amiante. Un projet de loi, sur ce sujet est en cours de préparation.