Dopo aver affrontato le primarie per i parlamentari del Pd del 30 gennaio 2012, viene rieletta alla Camera nel 2013 e nominata vice capogruppo a Montecitorio. Dal 31 ottobre 2014 è sottosegretario di Stato al Mef e nel settembre 2017 viene annunciata la sua successione a Vasco Errani quale commissario straordinario alla ricostruzione
delle aree colpite dal terremoto del Centro Italia del 2016.
Per quanto riguarda la geografia interna Pd, De Micheli ha fatto parte della componente 'Sinistra è cambiamento' ed è stata anche membro del consiglio direttivo di TrecentoSessanta, l'associazione fondata nel 2007 da Enrico Letta. Nel 2018 viene rieletta deputata. Il 17 aprile 2019 viene nominata dal nuovo segretario nazionale del Pd, Nicola
Zingaretti, vicesegretaria del partito insieme ad Andrea Orlando.
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