По завершении обучения за рубежом Новосад вернулась в Украину — как раз на события Революции достоинства.

После победы Евромайдана она получила свою первую должность — начала работать советником министра образования и науки Сергея Квита.

2014 — 2017 годы — возглавляла управление международного сотрудничества и европейской интеграции МОН.

Декабрь 2017 — Новосад приняла участие и победила в конкурсе на должность генерального директора директората стратегического планирования и европейской интеграции. Работала до августа 2019 года. Одной из ее задач на этой работе было попечительство над присоединением Украины к программам ЕС по финансированию науки и получением грантов для ученых.

Под номером 50 Новосад была в списке кандидатов в народные депутаты от партии Владимира Зеленского «Слуга народа» на внеочередных парламентских выборах 2019 года.

29 августа 2019 — избрана депутатом Верховной Рады Украины, однако в тот же день досрочно сложила полномочия из-за перехода на работу в правительство. В этот же день ее утвердили в должности министра образования и науки Украины.

Анна Новосад сразу заявила о полной поддержке предыдущего курса. Своей приоритетной задачей министр назвала продолжение внедрения Новой украинской школы в средних и старших классах.

Предшественница Новосад на министерской должности Лилия Гриневич  одобрительно отозвалась о ее назначении. В интервью она заявила, что Новосад — «очень профессиональный человек, который последние четыре с половиной года работала в министерстве». «Она четко понимает, какие из наших начинаний являются стратегически важными, и с какими именно проблемами мы столкнулись на пути реформирования образования и науки. У меня нет сомнений в ее профессионализме, я знаю, что она невероятно работоспособна», — сказала Гриневич.

Новосад пообещала существенные изменения в области образования, в том числе воплощение в жизнь инклюзивного образования, увеличение зарплаты учителям, определение профессионального образования приоритетным направлением, ускорение темпов создания опорных школ в сельской местности.

Однако чиновнице удалось сделать не так много, хотя в января 2020 года министр заявила о выполнении 70% из того, что было обещано. Она смогла:

•   разработать законопроект, о высшем образовании (принят Верховной Радой и подписан президентом)
•   до конца 2019 подать проект и акты об изменениях финансирования государственного заказа в высших учебных заведениях;
•   применить новую формулу финансирования высшего образования, по которой 80% бюджета университеты будут получать для базовых расходов, а остальные деньги будут распределяться в зависимости от работы вузов;
•   в области науки на 2020 год существенно увеличить финансирование.

Некоторые «достижения» Новосад на министерском посту достаточно сомнительны. Так, она передала ряд высших учебных заведений в подчинение Министерству культуры, что повлекло на несколько месяцев коллапс с выплатами зарплат и стипендий. Также стала инициатором повышения платы за контрактное обучение 38 самым популярным специальностям.

В конце 2019 министр заявила о провале эксперимента по внедрению Е-учебников в пилотные школы. По ее словам, замена бумажных образовательных материалов на их электронные аналоги в ближайшее время не состоится из ужасное качество последних.

Общественные активисты в марте 2020 подводили итоги работы Новосад. По данным издания «Слово и Дело «, чиновница дала 74 обещания после назначения на должность министра. За 6 месяцев успела полностью выполнить 4 из них, а также провалить два. Остальные так и остались в стадии обещаний.

4 марта 2020 Верховная Рада поддержала ( «за » проголосовали 345 народных избранников) постановление об отставке правительства Алексея Гончарука. Анна Новосад тоже потеряла должность, хотя до 10 марта еще исполняла обязанности министра.

После освобождения она не порывала со сферой образования, периодически выступала в качестве эксперта по образовательным вопросам, давала комментарии СМИ и публиковала статьи в некоторых украинских изданиях. В частности, Новосад активно выступала против назначения министром образования и науки Сергея Шкарлета, в фейсбуке раскритиковала медленные темпы вакцинации педагогов от коронавируса.