Ihre 1984 begonnenen Forschungen am San Francisco General Hospital setzte sie bis 1998 fort. Sie war Fakultätsmitglied an der University of California in San Francisco und leitete das Prevention Epicenter, ein multidisziplinäres Forschungs-, Schulungs- und klinisches Serviceprogramm, das sich auf die Vorbeugung von Infektionen bei Patienten und ihren Leistungserbringern im Gesundheitswesen konzentrierte.
Gerberding war stellvertretende Direktorin des Nationalen Zentrums für Infektionskrankheiten (NCID), wo sie eine führende Rolle bei der Reaktion der CDC auf die Anthrax-Bioterrorismus-Anschläge von 2001 spielte. 1998 wurde sie Direktorin des CDC der Abteilung für Qualitätsförderung im Gesundheitswesen. Hier entwickelte sie Initiativen zur Patientensicherheit und andere Programme zur Vorbeugung von Infektionen, Antibiotikaresistenz und medizinischen Fehlern im Gesundheitswesen.
2002 wurde sie Direktorin der CDC und Administratorin der Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Im Jahr 2009 folgte ihr Tom Frieden als CDC-Direktor.
Gerberding ist klinische Professorin für Medizin (Infektionskrankheiten) an der Emory University und außerordentliche Professorin für Medizin (Infektionskrankheiten) an der University of California, San Francisco.
2010 übernahm sie eine Position bei Merck & Co. als Direktorin der Impfstoffabteilung und ist maßgeblich für die weltweite Vermarktung von Impfstoffen des Unternehmens zuständig.
Seit 2014 ist Gerberding als Executive Vice President und Chief Patient Officer bei Merck & Co., Inc., unter anderem für die globale Strategie, Kommunikation, Patientenengagement und das soziale Engagement des Unternehmens verantwortlich.[4]
