Entre las muchas contribuciones a la investigación de la doctora Barré-Sinoussi se cuentan estudios de varios aspectos de la respuesta inmune adaptativa frente a infecciones víricas, el papel de las defensas inmunitarias innatas del huésped en el control del VIH / SIDA, los factores que intervienen en la transmisión de madre a hijo del VIH, y características que permiten a un pequeño porcentaje de individuos seropositivos, conocidos como supresores de élite o controladores, limitar la replicación del HIV sin necesidad de medicamentos antiretrovirales.