1988 – rozpoczęła pracę w NASA w Centrum Kosmicznym im. Johna F. Kennedy’ego (Kennedy Space Center) jako inżynier w Orbiter Processing Facility (hangary, w których promy kosmiczne były przygotowywane do kolejnych startów).
1997 – po raz pierwszy podjęła próbę zakwalifikowania się do korpusu astronautów NASA podczas 17 naboru. Znalazła się w ponad 100-osobowej grupie finalistów, ale ostatecznie jej kandydatura została odrzucona.
1998 – rozpoczęła pracę w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona (Johnson Space Center) w Wydziale Operacji Lotniczych (Aircraft Operations Division). Pracowała jako inżynier samolotu treningowego STA (Shuttle Training Aircraft), zmodyfikowanego samolotu Grumman Gulfstream II(inne języki), będącego latającym symulatorem wahadłowca.
2000 – 26 lipca przyjęto ją do 18 grupy amerykańskich astronautów. W sierpniu w Johnson Space Center rozpoczęła przeszkolenie specjalistyczne. Podczas kursu poznała budowę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz promu kosmicznego.
2002 – zakończyła szkolenie i została skierowana do Biura Astronautów NASA do Station Operations Branch (wydział zajmujący się eksploatacją stacji kosmicznej).
2004–2005 – podczas lotu Ekspedycji 10 na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Stott była w zespole astronautów wspierających oraz pełniła funkcję operatora łączności (CapCom).
2006 – od 26 do 28 stycznia uczestniczyła w teście na umiejętność przeżycia w przypadku awaryjnego lądowania na obszarach niezamieszkanych. W eksperymencie wzięli także udział Maksim Surajew z Rosji oraz astronauta NASA Timothy Kopra. Miał on miejsce w jednym z podmoskiewskich lasów. W kwietniu wzięła udział w podwodnej misji NEEMO 9 (NASA Extreme Environment Mission Operations) realizowanej przez NASA i Amerykańską Narodową Służbę Oceaniczną i Meteorologiczną (National Oceanic i Atmospheric Administration – NOAA) na pokładzie podwodnego laboratorium Aquarius. Przez 18 dni pracowała m.in. razem z astronautami: Ronaldem Garanem (NASA) i Dafyddem Williamsem (Kanada).
2007 – w lutym wyznaczono ją do załogi rezerwowej 17 ekspedycji na Międzynarodową Stację Kosmiczną[1].
2008 – w lutym oficjalnie potwierdzono włączenie jej do składu załogi STS-128[2].
2009 – 29 sierpnia na pokładzie promu kosmicznegoDiscovery wyruszyła w kierunku Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Pozostała na ISS w składzie 20 ekspedycji oraz 21 ekspedycji. Na Ziemię powróciła w listopadzie razem z załogą wyprawy STS-129.
Stott została przydzielona do misji STS-133 na MSK – ostatniego planowanego lotu promu kosmicznego Discovery[3].
Po swoim ostatnim locie przez rok była przedstawicielką Biura Astronautycznego przy programie komercyjnych lotów załogowych NASA w Kennedy Space Center, po czym wróciła do pracy w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Lyndona B. Johnsona.
