De 2011 à 2017, son mari Rafael Moreno Valle est gouverneure de l'État de Puebla. En 2015, elle devient la secrétaire générale du PAN pour l'État de Puebla[2].
En 2018, elle se présente aux élections gouvernatoriales de l'État de Puebla et remporte une courte victoire, le , contre le candidat soutenu par le parti au pouvoir, Miguel Barbosa Huerta. Le , elle devient la première femme à occuper le poste de gouverneure de Puebla[3].
Mort
Le , l'hélicoptère dans lequel Martha Érika Alonso voyage avec son mari s'écrase dans un champ, tuant ses occupants[4].