Sisse Marie Welling rejoint le Parti populaire socialiste à l'âge de 14 ans, alors qu'elle est encore au lycée à Aarhus[1]. Durant ses études secondaires, elle est également engagée au sein de la Danske Gymnasieelevers Sammenslutning, l'association danoise des étudiants du second degré.
Elle est candidate sur la liste du Parti populaire socialiste aux élections municipales de à Copenhague. Alors que le parti obtient 22,0% des suffrages dans la capitale, elle est élue conseillère municipale et prend ses fonctions le [2]. Elle est réélue pour un deuxième mandat lors des élections municipales de 2013[3].
Elle fait alors partie de la "børnebande", le nom désignant le groupe informel de jeunes élus du Parti populaire socialiste ayant contribué à moderniser son image et à en faire un parti de gouvernement au début des anées 2010. À ce titre, elle soutient en 2011 la candidature malheureuse d'Astrid Krag, une des figures du groupe, à la présidence du parti[1]. En , après le départ du Parti populaire socialiste du gouvernement de la Première ministre Helle Thorning-Schmidt, la grande majorité des figures de la børnebande quittent le mouvement, principalement pour rejoindre les rangs des sociaux-démocrates, et Sisse Marie Welling est l'une des rares élues du groupe à rester au sein du parti[4].
En , elle est désignée comme cheffe de file du Parti populaire socialiste à Copenhague pour les élections de [7]. Lors du scrutin, sa liste termine en cinquième position en remportant 8,3% des suffrages et cinq sièges au conseil municipal, un léger recul par rapport aux précédentes élections[8]. Après le scrutin, elle devient maire pour la santé et les soins[9].
Alors qu'elle est de nouveau tête de liste lors des élections municipales de , le Parti populaire socialiste arrive en cinquième position du scrutin, rassemblant 11,0% des suffrages et obtenant 6 sièges au conseil municipal[10]. Après le scrutin, alors que la sociale-démocrate Sophie Hæstorp Andersen devient bourgmestre, Sisse Marie Welling conserve son poste de maire pour la santé et les soins[11].
En , elle intègre la direction de Kommunernes Landsforening, l'association de représentation des 98 communes danoises, en succédant à Christina Krzyrosiak Hansen à la présidence de sa commission sur la santé et les personnes âgées[12].
En , elle est de nouveau désignée comme tête de liste de son parti pour les élections municipales de [13]. Pendant la campagne, des révélations montrent des négligences importantes dans des maisons de retraite de Copenhague. Les sociaux-démocrates de la ville accusent alors Sisse Marie Welling, alors maire chargée de la santé et des soins, d'avoir été au courant des négligences[14]. Le , elle annonce briguer le poste de bourgmestre après le scrutin, après avoir été critiqué par plusieurs figures sociale-démocrates sur son ambiguïté sur ses ambitions[15]. Lors du scrutin du , sa liste rassemble 17,9% des suffrages et se place en deuxième position derrière la Liste de l'unité[16]. Dans les négociations qui suivent le scrutin, elle parvient à constituer avec d'autres partis du conseil municipal une large majorité pour obtenir le poste de bourgmestre, mettant alors fin à plus d'un siècle de gouvernance sociale-démocrate de la capitale[17].
