Vergne studierte 1962 bis 1964 an der École normale supérieure de jeunes filles, die heute Teil der ENS ist. Ihre Doktorarbeit schrieb sie 1966 bei Claude Chevalley – sie trug den Titel Variété des algèbres de Lie nilpotentes[2] – und ihre Habilitation 1971 bei Jacques Dixmier(Recherches sur les groupes et les algèbres de Lie) an der Universität Paris. Ab 1967 war sie Attachée de recherches beim CNRS. 1971–1972 war sie Lehrbeauftragte an der University of California, Berkeley. Ab 1972 war sie Chargée de recherches des CNRS, ab 1976 Maitre de recherches des CNRS und ab 1981 Directeur de recherche (DR). 1975/1976 und 1977 bis 1979 war sie Gastprofessor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), ab 1979 Associate Professor und 1981 bis 1986 Professor am MIT. 1986 kehrte sie auf ihre DR-Position am CNRS zurück, in der sie bis 2008 tätig war.
Vergne beschäftigte sich mit der Konstruktion unitärer Darstellungen von Lie-Gruppen mit Hilfe koadjungierter Orbits der Lie-Algebra. Sie bewies eine verallgemeinerte Poissonsche Summenformel (von ihr Poisson-Plancherel-Formel genannt), die Integrale einer Funktion auf adjungierten Orbits mit Integralen ihrer Fouriertransformierten auf koadjungierten „quantisierten“ Orbits in Beziehung setzt. In den 1970er und 1980er Jahren organisierte sie eine Reihe von Konferenzen in Luminy (Universität Marseille) über Harmonische Analysis auf Lie-Gruppen mit Jacques Carmona.
Des Weiteren befasste sie sich mit der Indextheorie elliptischer Differentialoperatoren und Verallgemeinerungen derselben und mit äquivarianter Kohomologie, bei der kohomologische Aspekte einer Lie-Gruppe, die auf einer Mannigfaltigkeit operiert, mit der Kohomologie der Mannigfaltigkeit in Beziehung gesetzt werden. Mit Nicole Berline stellte sie 1985 eine Verbindung von Atiyah-Bott Fixpunktformeln mit der Charakterformel der Lie-Gruppe von Kirillov her.[3] Die Theorie hat auch Anwendungen in der Physik (z. B. Edward Witten).
Daneben befasste sie sich auch mit Geometrie der Zahlen; Thema war die Anzahl ganzzahliger Punkte in konvexen Polyedern.
Mit Masaki Kashiwara formulierte sie eine Vermutung über die kombinatorische Struktur der Einhüllenden-Algebren von Lie-Algebren (vollständig 2006 beweisen von Anton Alekseev und Eckhard Meinrenken).
↑Nicole Berline, Michele Vergne: The Equivariant Index and Kirillov's Character Formula. In: American Journal of Mathematics. Bd. 107, Nr. 5, 1985, S. 1159–1190, JSTOR:2374350.