May-Britt Moser er utdannet psykolog (cand.psychol.) ved Psykologisk institutt ved Universitetet i Oslo. Hun ble uteksaminert i 1990. Moser tok doktorgraden i nevrofysiologi ved Det medisinske fakultet ved samme universitet i 1995. Doktorgraden var veiledet av Per Andersen. I 1996 ble hun førsteamanuensis i biologisk psykologi ved Institutt for psykologi ved Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU) i Trondheim og i 2000 professor i nevrovitenskap ved samme institutt. Hennes og ektemannen Edvard Mosers forskergruppe ved instituttet ble gitt status som senter for fremragende forskning i 2002.