Originaire de Montbéliard, Dominique Voynet revient sur le devant de la scène politique écologiste dans sa région natale.
Chef de file des Verts de Besançon en 1985, elle devient députée européenne le 13 novembre 1991. Elle abandonne cette fonction le 10 décembre 1991 et devient alors porte-parole nationale des Verts. Au sein du parti, elle fait partie des animateurs de la tendance « Les Verts pluriel » (1990-1994).
Porte-parole de l'opposition à Antoine Waechter au sein des Verts, elle remporte la victoire sur celui-ci en 1993, lors de l'assemblée générale de Lille où les Verts décident de négocier des alliances électorales de premier tour, à gauche exclusivement. C'est la fin de la théorie du « Ni, ni », qui estimait que les Verts pouvaient s'allier avec l'un ou l'autre camp selon les offres faites. Ce changement de stratégie, et les fortes tensions qui s'ensuivent au sein du mouvement, entraîneront un an plus tard le départ d'Antoine Waechter, qui fonde le Mouvement écologiste indépendant.
En 1992, Dominique Voynet est élue conseillère régionale de Franche-Comté, poste qu'elle quitte en 1994 pour se consacrer à la campagne présidentielle de 1995. Elle est en effet la candidate des Verts mais aussi d'une alliance à la « gauche de la gauche » comprenant l'Alternative rouge et verte (un parti héritier du PSU), et la Convention pour une alternative progressiste.
On se souviendra également de son engagement contre la construction du Grand canal en Franche-Comté.
Députée, sénatrice, maire de Montreuil, elle terminera sa carrière professionnelle comme directrice de l'Agence Régionale de Santé à Mayotte.