Etter examen artium fra Bryne i 1971 avla hun en magistergrad i 1980. Moi ble i 1985 dr.art. i komparativ litteratur ved Universitetet i Bergen på avhandlingen som hun fik Meltzerprisen for året efter. Hun arbeidet som forskningsleder ved Senter for humanistisk kvinneforskning i tre år, før hun i 1989 ble professor i litteratur og romanske studier ved nevnte Duke University. Hun var professor II i litteraturvitenskap (Bergen) 1988–96. I 2006 ble hun innvalgt i Det Norske Videnskaps-Akademi.