May-Britt Moser gikk på Universitetet i Oslo hvor hun studerte psykologi, matematikk og nevrobiologi. May-Britt valgte denne skolen fordi to av søstrene hennes bodde i Oslo-området og skaffet henne et midlertidig sted å bo. Hun nøt friheten ved universitetet, men var ikke helt sikker på hva hun ville gjøre med graden. Hun ble tatt opp på tannlegeskolen, men takket nei til tilbudet. May-Britt møtte snart Edvard Moser, som hun kjente fra videregående. Paret giftet seg 27. juli 1985 og bestemte seg for å sammen studere forholdet mellom hjernen og atferd. I juni 1991 fikk paret sitt første barn, Isabel. Ailin ble født i 1995. Senere samme år oppnådde May-Britt Moser en doktorgrad i nevrofysiologi for sitt arbeid med å anerkjenne sammenhenger mellom strukturen til hippocampus og romlig gjenkjennelse hos rotter. May-Britt Moser og hennes mann reiste til University of Edinburgh for å jobbe med nevrovitenskapsmannen, Richard Morris. De besøkte senere University College London, hvor de jobbet i John O' Keefes laboratorium. Paret begynte etter hvert å jobbe ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i Trondheim, hvor May-Britt ble professor i nevrovitenskap og direktør for Universitetets senter for nevral beregning. Paret kunngjorde deres skilsmisse i 2016, men har fortsatt sitt vitenskapelige arbeid sammen.