• 1992 - 2018: Nghiên cứu viên chính tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• 2018 - nay: Trưởng LAB, Trung tâm Tế bào gốc BVĐK Tâm Anh, Hà Nội

Sau khi nhận bằng Cử nhân sinh học tại Đại học Tổng hợp Hà Nội, cô cử nhân trẻ Thẩm Thị Thu Nga tiếp tục bảo vệ luận án Tiến sĩ tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Không chỉ nghiên cứu và học tập trong nước, Tiến sĩ Thẩm Thị Thu Nga còn hoàn tất Chứng chỉ đào tạo Công nghệ sinh học ở CHLB Đức và chương trình Sau tiến sĩ tại Hàn Quốc. Kinh nghiệm tích lũy được trong nhiều năm làm việc và học tập đã hỗ trợ rất nhiều cho Tiến sĩ Thu Nga khi trở thành một nghiên cứu viên sau này.

Tiến sĩ Thẩm Thị Thu Nga gắn bó với Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong suốt 26 năm với vai trò Nghiên cứu viên chính và hiện đang đảm nhận cương vị Trưởng LAB Trung tâm Tế bào gốc BVĐK Tâm Anh, Hà Nội. Những công trình nghiên cứu, những bài báo cáo khoa học trong nước và quốc tế của Tiến sĩ Thẩm Thị Thu Nga được đánh giá cao như: Nghiên cứu chuyển gen hormone sinh trưởng trên động vật; Nghiên cứu gen kháng kháng sinh của tụ cầu vàng Staphylococcus aureus; Tìm chỉ thị microRNA phát hiện sớm tổn thương gan và thận do thuốc ở nồng độ thấp...