Fra 1998 til 2000 var hun forsker ved NIH. Mellom 2000 og 2002 hadde hun en Post doc-stilling ved universitetet i Birmingham i England. Hun ble i 2002 leder for idrettspsykologi ved Olympiatoppen. Hun har en 50 prosent stilling som professor i idrettspsykologi ved NIH og 50 prosent som leder av idrettspsykologi ved Olympiatoppen. Pensgaard ble også engasjert som mental trener for herrelandslaget i fotball i 2008.