Gro Hillestad Thune startet som advokat og lokalpolitiker på Nesodden, og var en kort periode (1977-1981) vararepresentant på Stortinget. Som politisk engasjert kvinnelig jurist fikk hun tidlig mange spennende utfordringer i samfunnet.

Hun ble styreleder på Radiumhospitalet, leder av Forbrukerrådet, medlem av en lang rekke offentlige utvalg, leder av Norsk Pasientforening og i 1984 norsk medlem av Den Europeiske Menneskerettighetskommisjon i Strasbourg.

Dette førte igjen til diverse internasjonale oppgaver for Europarådet, FN og OSCE og norske bistandsorganisasjoner.  

Gro var i en årrekke tilknyttet Institutt for Menneskerettigheter (nå Norsk Senter for menneskerettigheter) med oppgave å formidle kunnskap om menneskerettighetene her i Norge og bidra til større forståelse for hvorfor de er relevante også her i Norge, ikke minst i velferdssektoren.

Hun har bedrevet omfattende undervisning om menneskerettigheter, rettet mot juristmiljøet, ansatte i praksisfeltet, på ulike administrative nivåer samt brukere og pårørende. 

Hun har med varierende hell, varslet om menneskerettsbrudd innen psykisk helsevern, HVPU omsorgen, i barnevernet og demensomsorgen. 

I den forbindelse har hun særlig engasjert seg mot uforsvarlig bruk av makt og tvang i omsorgssektoren i strid med bestemmelser i  Menneskerettsloven av 1999, som er overordnet annen norsk lov.  Forslag lov om tvang mot utviklingshemmede klarte hun, mer eller mindre på egen hånd, å stanse i Stortinget to ganger før den til slutt ble vedtatt med et mye mer forsvarlig innhold.  

Gro har i alle år fått henvendelser fra personer over hele landet som har hatt negative opplevelser og ønsker hjelpe til å finne ut om de har vært utsatt for menneskerettsbrudd.