Pada Pilkada Klaten 2015, Sri Mulyani maju sebagai cawabup bersama Sri Hartini yang menjadi cabup diusung PDIP dan Partai Nasdem. Sri Hartini-Sri Mulyani terpilih sebagai pasangan Bupati-Wakil Bupati Klaten periode 2016-2021.
Pada November 2017, Sri Mulyani diangkat menjadi bupati setelah Sri Hartini diberhentikan lantaran terjerat kasus suap jabatan. Sejak Mulyani menjadi bupati, kursi wakil bupati kosong.
Selain menjabat bupati, Mulyani kini menjabat Ketua DPC PDIP Klaten. Meski dirinya siap maju kembali menjadi bakal cabup, Mulyani menegaskan PDIP tetap membuka penjaringan untuk posisi bakal cabup dan cawabup.
Baca Juga: Pilkada 2020, 6 Parpol Berkoalisi untuk Hentikan Dominasi PKS di Depok