Par la suite elle quittera l'UDF dans le but de rejoindre le parti de l'UMP. A partir de 2005, Fabienne Keller sera élue au
Sénat afin de prendre majoritairement part aux questions liées au domaine de l'écologie. Parallèlement à son investissement au niveau politique, la jeune femme assurera la fonction de capitaine de corvette de réserve. C'est aux côtés de Robert Grossman que Fabienne Keller exerce ses fonctions de déléguée de la Communauté Urbaine de Strasbourg. Au sein de cette ville, la jeune femme travaille sur de nombreux projets. Entre les domaines du logement, des transports, de l'économie, de l'environnement ou encore du social, la liste est longue. Fabienne Keller est également investie sur les questions liées à l'Europe, la culture, la jeunesse ou encore le sport. Il existe également certaines priorités. C'est par exemple le cas en ce qui concerne l'accès à l'emploi, l'enseignement supérieur, la santé ou encore la sécurité. Forte de son expérience et de son investissement, Fabienne Keller fut décorée en tant que Chevalier de l'ordre national du Mérite. Dans le domaine de l'environnement, Fabienne Keller travaillera à la création de la Maison de l'habitat durable.