Científica pionera de la Biología Molecular en España. Se doctoró en Ciencias y a continuación se trasladó a la Universidad de Nueva York para trabajar con el Premio Nobel Severo Ochoa, donde adquirió una sólida formación en Biología Molecular. Después de tres años regresó a Madrid, introduciendo, junto a Eladio Viñuela, su marido, la Biología Molecular en España. Es Profesora ad honorem del Consejo Superior de Investigaciones Científicas en el Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”. Ha sido Presidenta del Instituto de España y es Miembro de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Miembro de la American Academy of Arts and Sciences, de la European Academy of Yuste, de la Real Academia Española y de la US National Academy of Sciences entre otras. Es Doctora Honoris Causa por 10 Universidades.
Desde 1997 es Presidenta de la Fundación Severo Ochoa, Presidenta del Real Patronato de la Biblioteca Nacional de España (2010-2015), Presidenta del Comité Ejecutivo de la Lección Conmemorativa Jiménez Díaz (2016-2019), Miembro del Consejo Rector del Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (IISPA) desde 2016 y Miembro del Consejo Rector de la Agencia Estatal de Investigación (2016– ). Su investigación ha dado lugar a más de 400 publicaciones en revistas internacionales del mayor prestigio. Ha dirigido 35 Tesis Doctorales de un total de 53 realizadas en su laboratorio y un centenar de científicos se formaron en su laboratorio en el campo de la Biología Molecular.