Beliau dilantik sebagai Naib Ketua Puteri UMNO, pada awal penubuhan Puteri UMNO dan kemudian dilantik sebagai Ketua Puteri UMNO sejak 2004, menggantikan Datuk Azalina Othman Said yang melepaskan jawatan kerana faktor umur keahlian Puteri UMNO hanya untuk wanita berumur bawah 40 tahun.

Noraini dipilih untuk Parlimen persekutuan pada pilihan raya 2008, menggantikan ahli penyandang UMNO Syed Hood Syed Edros.[1][2] Pada masa pemilihannya, merupakan ketua Puteri UMNO (sayap pemuda wanita UMNO).[2] Sejurus selepas pilihan raya, beliau dinamakan Timbalan Menteri Sumber Manusia dalam kerajaan Malaysia Abdullah Badawi,[4] tetapi kehilangan jawatan itu pada April 2009 ketika Perdana Menteri Najib Razak menamakan kementerian pertamanya.[5] 2009 juga menyaksikan langkahnya sebagai ketua Puteri UMNO, setelah mencapai had umur untuk menjadi ahli kumpulan.[6]

Dalam pilihan raya umum 2013 Noraini memenangi pemilihan semula ke Parlimen dan dilantik oleh kerajaan sebagai pengerusi Perbadanan Pembangunan Perdagangan Luar Malaysia (Matrade).[7]

Dalam pilihan raya umum 2018 Noraini dipilih semula dalam kerusi parlimen Parit Sulong. Noraini dilantik menjadi Ketua Wanita UMNO bagi penggal 2018-2021 yang baharu. [8]