Илияна Йотова е депутат в Европейския парламент от групата на Партията на европейските социалисти (PES) от юни 2007 г. През втория си мандат в ЕП Илияна Йотова е зам.-председател на Делегация в Комитета за парламентарно сътрудничество ЕС-Молдова; член е на Комисията по рибно стопанство, Комисия по петиции, Делегация в Парламентарна асамблея Евронест; зам.-член е на Комисията по заетост и социални въпроси, на Комисия по граждански свободи, правосъдие и вътрешни работи.