Avant 2015, elle occupe des fonctions de procureure en chef au Bureau de lutte au crime organisé, notamment à la Division des projets spéciaux[1],[2],[3].
Elle se distingue au mégaprocès découlant de l'opération Printemps 2001, qui se conclut en 2004 par des verdicts de culpabilité visant 17 membres des Hells Angels et des Rockers[1]. Elle obtient aussi des condamnations dans d'autres causes médiatisées, dont celle de l'ex-avocat Louis Pasquin pour complot d'importation de stupéfiants[1]. À partir de 2009, elle se consacre au dossier SharQc, une vaste opération antimotards ayant mené à l'arrestation de 156 personnes liées aux Hells Angels[1],[2]. Elle annonce en 2013 l'abandon des chefs liés à la drogue et au gangstérisme[4].
En , un ex-accusé du dossier SharQc intente une poursuite civile, visant l'État québécois et Madeleine Giauque en raison de ses anciennes fonctions de procureure en chef. Il soutient avoir subi une détention illégale et des démarches judiciaires mal fondées et abusives[5].
En 2017, elle supervise le suivi d'une enquête portant sur des allégations de fabrication de preuve visant deux officiers du SPVM[7].
En 2018, lorsqu'il est demandé au BEI d'examiner le «projet A» sur des fuites à l'UPAC, Madeleine Giauque décide de se dissocier complètement du projet afin d'éviter toute apparence de conflit d'intérêts en raison de liens professionnels antérieurs avec le député Guy Ouellette, ancien sergent de la SQ qui a agi comme témoin expert dans des dossiers d'antimotards où elle travaille alors comme procureure[8].
Les relations avec des syndicats policiers se tendent en 2018 au sujet de la présence d'avocats lors des entrevues. Après des incidents qu'elle qualifie d'inacceptables, Madeleine Giauque annonce temporairement l'exclusion des avocats, puis revient sur cette décision et autorise leur présence à condition qu'ils gardent le silence sauf à la demande de leur client[9]. Dans son premier rapport public en 2019, elle recommande de modifier les règles afin d'obliger les policiers sous enquête à répondre aux questions du BEI, constatant que certains se limitent à déposer leurs rapports sans commenter malgré des imprécisions relevées par les enquêteurs[10].
En , le Secrétariat aux emplois supérieurs publie un appel de candidatures pour lui trouver un successeur, son mandat de cinq ans arrivant à échéance en [11].