Hija del abogado, Adolfo Veloso Figueroa —quien se desempeñó como intendente de la Región del Biobío— y de la escritora, filósofa y académica de la Universidad de Concepción, Felicitas Valenzuela. Ingresó al Partido Socialista (PS), el mismo de su padre, a los catorce años de edad.^[1]​^[2]​^[3]​^[4]​

Siendo muy joven se vinculó sentimentalmente con el militante comunista Alexei Vladimir Jaccard, con quien escapó a Suiza a fines del año 1973, huyendo de la dictadura militar del general Augusto Pinochet.^[2]​ En ese país estudió matemáticas en la Universidad de Ginebra y contrajo matrimonio con Jaccard el 8 de enero de 1976.^[2]​^[3]​^[5]​

En 1977 enfrentó la desaparición de Jaccard en Argentina, quien fue detenido por agentes de la Policía Federal y la Dina exterior en el marco de la Operación Cóndor.^[2]​^[3]​ Jaccard fue trasladado a la Escuela de Mecánica de la Armada, donde fue torturado. Aunque algunas pistas indican su posterior traslado a Chile, el rastro del estudiante se perdió junto al de otros siete militantes del Partido Comunista de Chile (PC).^{[notas 1]}​^[6]​^[7]​

Volvió a Chile en el año 1979, ingresando a la carrera de derecho en la Universidad de Concepción, desde donde egresó con la distinción máxima.^[7]​^[8]​^[9]​

Contrajo segundas nupcias con Francisco Grau Mascayano, con quién es madre de Nicolás Grau, quien fue presidente de la Federación de Estudiantes de la Universidad de Chile (FECh) entre 2005 y 2006.^[2]​^[7]​^[10]​ y actualmente ejerce como ministro de economía, bajo el gobierno de Gabriel Boric.

Juró como abogada ante la Corte Suprema en 1987. En lo sucesivo se dedicó principalmente a la vida académica, desempeñándose en la cátedra de derecho civil en la Facultad de Derecho de la Universidad de Chile, en Santiago, desde el año[1991.^[7]​^[9]​

Con el regreso de la democracia a Chile a comienzos de la década de 1990 empezó a trabajar en diversos organismos públicos, tales como la Subsecretaría del Trabajo, como jefa de gabinete del subsecretario (entre 1990 y 1994), y el Servicio Nacional de la Mujer, como subdirectora (entre 1994 y 1997).^[5]​

El año 2002 fue designada por el presidente de la República, Ricardo Lagos, como abogado integrante de la Corte de Apelaciones de Santiago.^[5]​ El año 2005 fue elegida consejera del Consejo de Defensa del Estado (CDE).^[7]​^[9]​

El 11 de marzo de 2006 fue designada por la presidenta Michelle Bachelet como ministra secretaria general de la Presidencia, siendo la primera mujer en ejercer dicho cargo.^[5]​^[7]​^[9]​ El 27 de marzo de 2007 fue remplazada en el puesto por el abogado socialista José Antonio Viera-Gallo.

En marzo del año 2015 volvió a la política contingente, siendo designada por la presidenta Michelle Bachelet, como una de las integrantes del «Consejo Asesor Presidencial contra los conflictos de interés, el tráfico de influencias y la corrupción» junto a otras personalidades de su país.^[11]​

• Entrevista en www.evistanos.cl (2008)
• Reseña biográfica en inglés en el sitio www.mundoandino.com (2010)
• Entrevista de 2007 con el diario El Mercurio
• Currículum en el sitio web del Consejo de Defensa del Estado (CDE)
• Discurso como ministra secretaria general de la Presidencia (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última). (PDF)