Избиралась депутатом Верховной рады АР Крым (2000–2002 гг.). Народный депутат Украины V и VI созывов от Блока Юлии Тимошенко. В парламенте пятого созыва была заместителем главы комитета по вопросам соцполитики и труда. С 2005 года член партии «Батькивщина».
Должность министра финансов АРК оставила со скандалом — после задержания сотрудниками прокуратуры за «злоупотребление служебным положением». Денисовой тогда даже пришлось сутки просидеть в камере.
В мае 2000 года Людмила Денисова была арестована. Как тогда заявили стражи порядка, причина — подозрения в причастности министра финансов к коррупции. Людмиле Денисовой инкриминировали «незаконную передачу государственного имущества одной из коммерческих структур». Речь шла о том, что Денисова умышленно создала систему взаиморасчетов. Милиция арестовала имущество Людмилы Денисовой на сумму 92 тыс. грн. Как заявила тогда сама обвиняемая, ее арест был инспирирован «группой лиц, которые еще в 1996 году организовали определенную аферу, и из оборота государства, из экономики государства выпало 500 млн гривен», сообщает «Полит Рада».
В одном из интервью председатель ВС Крыма Леонид Грач говорил о том, что в Украине практически нет равных Денисовой по мастерству организации незаконных схем для присвоения государственных денег. Также он отмечал, что даже
Юлии Тимошенко есть чему поучиться у госпожи Денисовой.
Денисовой все сошло с рук только благодаря Леониду Кучме, который в тот момент, когда органы правопорядка уже разматывали этот клубочек, волевым решением остановил расследование. Ну, по-видимому, молодая, симпатичная, стройная, такая, которая строит из себя умную, как говорится, крымский министр понравилась Леониду Данииловичу настолько, что он дал отбой и дело из электронных зачетов осталась не расследованной» («Хайвей», 24 января 2008 г.). Как утверждает Леонид Грач, в Крыму у Денисовой прозвище — Люда-Людоедочка.
В апреле 2007 года народный депутат Василий Волга заявил, что Людмилу Денисову и ее соратника — Андрея Сенченко следует посадить в тюрьму за грабительскую приватизацию государственного имущества, в частности Судоремонтного завода в Балаклаве, который когда-то принадлежал Минобороны.
После того, как была уволена с поста министра — несколько лет пребывала в рядах официально безработных.
По данным «Украинской правды», в команду Тимошенко Денисова попала вместе с владельцем Гуматекс, крымским бизнесменом Андреем Сенченко, который принялся продвигать идеи БЮТ на Крымском полуострове.
Летом 2007 года заняла 36-ю строчку в рейтинге журнала «Фокус» — «50 самых влиятельных крымчан», посвященном региональным элитам страны. А несколько месяцев спустя «Фокус» удостоил тогда еще депутата Денисову 87-го места в рейтинге «100 самых влиятельных женщин Украины». По мнению издания, влиятельность ее обусловлена преданностью политической линии БЮТ.
Людмила Денисова любит раздавать интервью по поводу того, как народные депутаты не гнушаются пользоваться льготами. Так, по ее словам, будучи два года безработной, она даже и не подумала обратиться с просьбой о предоставлении ей материальной помощи и думала над тем, как ей обеспечить себя и свою семью самой.
В 2007 году Людмила Денисова задекларировала 651 тыс. 801 грн дохода. В доходах зарплата составила 84 тыс. грн., дивиденды (проценты, роялти) — 297,6 тыс. грн, доход от аренды имущества — 270,2 тыс. грн. Доходы членов семьи Денисовой составили 83 тыс. грн. Денисова'также имеет на счетах в банках и других финансовых учреждениях 503,3 тыс. грн., у членов ее семьи — 981,2 тыс. грн., министр владеет ценными бумагами номинальной стоимостью 2, 934 млн грн. и взносами (паями) в уставные фонды компаний на сумму 5, 291 млн грн., в том числе за рубежом — 99,9 тыс. грн., уточняет «Полит Рада».
В 2006 году Людмила Денисова заработала 10 млн 626 тыс. 330 грн. При этом ее зарплата составила 173 тыс. 618 грн., дивиденды — 51 тыс. 98 грн., материальная помощь — 35 тыс. 338 грн., доходы от отчуждения ценных бумаг (корпоративных прав) — 8 млн 856 тыс. 592 грн., доходы от отчуждения недвижимости — 1 млн 359 тыс. 342 грн., доход от аренды имущества — 150 тыс. 341 грн. В официальной декларации Людмилы Денисовой указано, что она является совладелицей жилой и нежилой недвижимости в Ялте и Симферополе.
Имеет автомобиль Audi А6, члены ее семьи владеют автомобилями Rover mini cooper и Volkswagen. Члены ее семьи владеют взносами (паями) в уставные фонды компаний на сумму 125 тыс. грн.