La jeune femme de 27 ans, mère de quatre enfants, dont trois ont déjà été rapatriés en France, avait été déclarée libérable à l'issue d'un premier procès tenu en février sous l'accusation "d'entrée illégale" en Irak.
Elle a finalement été reconnue coupable dimanche, à l'issue d'une nouveau procès, cette fois-ci au regard de la loi antiterroriste, qui prévoit jusqu'à la peine capitale.
"Je suis innocente", a-t-elle lancé au juge en français, tandis qu'un traducteur l'assistait. "Mon mari m'a dupée et ensuite il a menacé de partir avec les enfants", a-t-elle plaidé.
En avril déjà, la même Cour centrale pénale de Bagdad avait condamné à la perpétuité une autre Française, Djamila Boutoutaou, 29 ans, qui avait affirmé avoir été elle aussi dupée par son mari.
Samedi, l'un des avocats français de Mélina Boughedir, William Bourdon, avait affirmé à l'AFP qu'il existait de "lourdes interrogations sur les pressions qui auraient été exercées par la France pour provoquer un nouveau procès".
Jeudi dernier, le ministre français des Affaires étrangères, Jean-Yves Le Drian, avait décrit Mme Boughedir comme une "terroriste de Daech (acronyme arabe de l'EI) qui a combattu contre l'Irak". Il avait appelé ce pays à la juger, tout en réitérant son refus de la peine de mort.
La famille et la défense de Mme Boughedir plaident, eux, pour qu'elle rentre en France où "un juge d'instruction a signifié par un mandat d'arrêt qu'il souhaitait la voir dans son bureau", selon Me Bourdon, qui a fait le déplacement à Bagdad.
En France, la jeune femme est visée par un mandat de recherche délivré dans le cadre d'une information judiciaire ouverte à Paris le 2 août 2016, pour "association de malfaiteurs terroriste criminelle", selon une source judiciaire.
Elle a été arrêtée durant l'été 2017 à Mossoul (nord), ancienne "capitale" irakienne de l'EI, alors que son mari, lui aussi français, passe pour mort.
Quelques dizaines de Français soupçonnés d'avoir rejoint l'EI sont actuellement retenus en Irak et en Syrie avec plusieurs dizaines de mineurs, d'après une source proche du dossier.