[5] Ellemann-Jensen fue elegido por primera vez al parlamento en las elecciones de 2011, recibiendo 7.786 votos.
Después de las elecciones, Venstre se convirtió en el partido de gobierno y el líder del partido, Lars Løkke Rasmussen, se convirtió en primer ministro.
Durante el mandato, Venstre se unió a una coalición con el Partido Popular Conservador y la Alianza Liberal.
En este gobierno, Ellemann-Jensen se convirtió en el nuevo ministro de Medio Ambiente y Alimentación, después de un escándalo que involucró al exministro Esben Lunde-Larsen.
Luego de que Lars Løkke Rasmussen se retirara como líder del partido de Venstre tras las elecciones, el partido eligió a Ellemann-Jensen como su nuevo líder.