Sau khi Gomez từ chức để chính thức ngồi vào Hạ viện Hoa Kỳ, Carrillo tuyên bố rằng bà sẽ ra tranh cử để thay thế Gomez tại Quốc hội bang California. Vào ngày 3 tháng 10 năm 2017, Carrillo đã nhận được 22,2% phiếu bầu và đảm bảo một vị trí trong cuộc tổng tuyển cử.[11] Carrillo đối mặt với Kế hoạch làm cha mẹ - Thành viên hội đồng quản trị Los Angeles Luis Lopez. Vào ngày 5 tháng 12 năm 2017, Carrillo đã đánh bại Lopez, nhận được 53,5% phiếu bầu.[12]

Năm 2018, Carrillo phải đối mặt với giáo sư trợ lý tự do Christopher Stare. Carrillo dễ dàng đánh bại Stare, nhận được 86,6% phiếu bầu.